I nanomateriali

nanosistemi

nanomateriali1I nanomateriali sono sostanze chimiche di dimensioni molto ridotte, comprese tra 1 e 100 nanometri (nm), dimensioni osservabili solo al microscopio.

Alcuni materiali sono presenti in natura (ad esempio le particelle di polline), altri possono essere una conseguenza non intenzionale di attività umane (come i prodotti della combustione), altri ancora sono prodotti artificialmente (biossido di titanio). Offrono nuove opportunità per l’innovazione in settori quali ingegneria, tecnologia dell’informazione e della comunicazione, medicina e prodotti farmaceutici, tessile, chimico, cosmetico e alimentare.

Grazie alle loro ridotte dimensioni, i nanomateriali presentano proprietà fisiche, chimiche, elettriche e meccaniche adatte ad utilizzi che spaziano dai ricambi per le auto agli articoli sportivi, dalle batterie agli indumenti antibatterici, cosmetici e prodotti alimentari.

dimensioni

I nanomateriali e il regolamento REACH

Il regolamento REACH non parla esplicitamente di nanomateriali, anche se il termine “sostanza” chiaramente li comprende.

SOSTANZA = un elemento chimico e i suoi composti, allo stato naturale o ottenuti per mezzo di un procedimento utilizzato, ma esclusi i solventi che possono essere separati senza compromettere la stabilità della sostanza o modificarne la composizione

Ai nanomateriali quindi devono essere applicate le stesse norme (REACH e CLP) che garantiscano l’utilizzo sicuro di tutte le sostanze chimiche. Anche per le sostanze nanodimensionali è necessario conoscere le proprietà pericolose, fornire indicazioni sugli effetti pericolosi per la salute umana e per l’ambiente ed elencare le misure necessarie per controllare i potenziali rischi.

La Commissione Europea ha adottato la seguente Raccomandazione del 18/10/2011 al fine di adottare una definizione di nanomateriale:

“…Con nanomateriale s’intende un materiale naturale, derivato o fabbricato contenente particelle allo stato libero, aggregato o agglomerato, e in cui, per almeno il 50% delle particelle nella distribuzione dimensionale numerica, una o più dimensioni esterne siano comprese fra 1 nm e 100 nm…”

Esistono invece specifiche disposizione per i nanomateriali nelle normative che riguardano gli alimenti (Regolamento UE n. 1169/2011), i biocidi (Regolamento UE n. 528/2012) ed i cosmetici (Regolamento CE n. 1223/2009).

Esempi di nanomateriali e loro applicazioni

Nel 1985 è stata sintetizzata la prima molecola di fullerene (C60), che ha permesso di fullerene_2mettere a punto i nanotubi di carbonio costituiti da fogli di grafene arrotolati in tubi cilindrici cavi, con diametri che variano tra 1 e 100 nm. I nanotubi sono ottimi conduttori e aumentano la resistenza meccanica, elettrica e termica di resine termoplastiche e termoindurenti.

Con i nanotubi di carbonio sono stati realizzati materiali compositi ad alte prestazioni, come diodi, transistor, LED, laser a ultravioletti, celle fotovoltaiche cannoni elettronici, per la produzione di schermi al plasma ad altissima definizione, celle a combustibile, ecc.

L’uso del grafene formato da un solo strato di atomi di carbonio potrebbe favorire la conservazione e il trasporto dell’idrogeno.

Nel settore tessile, partendo da un tessuto di base naturale o polimerico cui vengono ancorate nanoparticelle di silicio, è possibile realizzare una superficie micro-rugosa idrorepellente.

I nanomateriali vengono utilizzati per migliorare le funzioni di molteplici prodotti, di cui l’Osservatorio dell’Unione Europea sui nanomateriali riporta una dettagliata ed ampia descrizione.

Vengono utilizzati anche in medicina, garantendo una terapia più efficace e precisa, e nei filtri per il trattamento delle acque.

Questo ampio utilizzo di nanotecnologie ha suscitato, oltre ad entusiasmo ed interesse per i vantaggi economici, preoccupazioni per quanto riguarda i possibili effetti negativi sull’ambiente e sulla salute dell’uomo, valutando e gestendo in modo adeguato i potenziali rischi di questi nuovi materiali, studiandone e valutandone le proprietà pericolose al fine di garantire un uso sicuro.

La nanotossicologia

“Disciplina che si occupa dello studio degli effetti di nanodispositivi e nanomateriali sugli organismi viventi”

Per quanto riguarda la salute umana, la nanotossicologia si occupa della valutazione degli effetti connessi all’esposizione sia dei consumatori che dei lavoratori esposti alle sostanze in nanoforma.

Per quanto concerne l’ambiente, si occupa degli effetti che i nanomateriali possono avere sulle varie componenti degli ecosistemi.

Valutazione del rischio per la salute umana

Le difficoltà che si riscontrano nel processo di valutazione sono correlate all’incertezza sulla rilevanza delle vie di esposizione, sistemi di misura dell’esposizione, meccanismi di trasporto e degradazione delle nanoparticelle all’interno del corpo umano e meccanismi di tossicità.

L’esposizione umana può avvenire mediante inalazione, ingestione o attraverso la pelle: ad oggi, gli effetti più importanti si sono riscontrati sull’apparato respiratorio, ma i nanomateriali possono raggiungere anche fegato, reni, cuore, cervello e tessuti molli.

Valutazione del rischio ambientale

Eco-nanotossicologia: scienza che studia i nanomateriali artificiali nella biosfera e i loro effetti sull’ecosistema”

I nanomateriali possono essere rilasciati nell’aria, nell’acqua e nel suolo, entrando in contatto con diversi organismi ed influenzando l’intera catena alimentare. L’ambiente può essere esposto durante tutti gli stadi del ciclo produttivo delle sostanze nanodimensionali ed il comportamento di queste dipende non solo dalle caratteristiche fisico-chimiche, ma anche dalle caratteristiche delle matrici ambientali.

Una volta entrate nell’ambiente, le nanoparticelle possono rimanere intatte od essere sottoposte ad uno o più dei seguenti processi:

  • dissoluzione;
  • speciazione (associazione con altre sostanze chimiche disciolte in forma ionica o molecolare);
  • trasformazione biologica o chimica di altri prodotti chimici, e /o mineralizzazione completa (in anidride carbonica o acqua);
  • agglomerazione/disagglomerazione;
  • deposizione.

La mancanza di informazione sul comportamento dei nanomateriali nell’ambiente rende difficile la valutazione dei rischi nelle diverse matrici ambientali. La Commissione Europea sta mettendo a punto i criteri per garantire la sicurezza dei nanomateriali di sintesi.

Nonostante l’utilizzo dei nanomateriali trovi applicazione in numerosi settori produttivi, le metodologie e i criteri per la valutazione dei rischi sanitari e ambientali delle sostanze in nanoforma sono ancora in via di definizione. L’adeguamento del regolamento REACH per tener conto delle caratteristiche dei nanomateriali completerà in un breve periodo il quadro normativo per garantire la sicurezza dell’uso dei prodotti chimici in Europa.

Per saperne di più leggi anche il nostro articolo Nanomaterials in Different Environment!

Fonte: Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare

Condividi l'articolo

L'Autore

Commenti

Nessun commento

Lascia una risposta

L'indirizzo email non verrà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Login