Všetko nové a neznáme odpradávna v človeku vyvoláva obavy a strach, je to absolútne normálne. Nanotechnológie sú ale možno novšou témou v médiách, ale v prírode sú prítomné podľa fosílnych nálezov už od pradávna a vedci sa nimi zaoberajú už od 70. rokov. A kto je najväčším nanotechnológom sveta? Stále príroda a väčšina aplikácií je práve inšpirovaná javy, ktoré vidíme všade okolo nás. Mimochodom, práve teraz dýchate veľa nanočastíc. Cítite sa bezpečne? :)
Čo sú to nanotechnológie?
Predpona nano rovnako ako napríklad mikro alebo mili znamená merítko. Hovoríme o materiáloch, ktorých štruktúry sa pohybujú v rozmeroch nanometrov – od 1nm do 999 nm. Nanotechnológia teda hovorí o technológiách a postupoch, ktoré pracujú v tomto meradle, dnes sa používajú vo všetkých odvetviach od textilného až po farmaceutický. Áno, aj váš chytrý telefón má niečo nano, inak by nemohol mať takú kapacitu a byť len do ruky.
Možno tomu nebudete veriť ale ako prvú nanotechnológiu použili v 4. storočí rímski sklári. Z tej doby pochádzajú tajomné Lykurgové poháre, ktoré keď osvetlíte zvonku, sú smaragdovo zelené, ale po vložení svetelného zdroja dovnútra, pohár sčervená. Je to dané pridaním práškov z kovov, v ktorom sú prítomné častice v rozmeroch nanometrov. Aktívne sa ale nanotechnológie skúmajú až od roku 1959, kedy Richard Phillips Feynman načrtol svoju víziu o budúcom využití a cielenom kontrolovaní atómov a častíc.
Tip: Prečítajte si článok a zistite, čo majú nanotechnológie spoločného s čokoládou.
Kde všade sa nanotechnológie používajú?
Nanotechnológie sa používajú v energetike, biotechnológii, medicíne, potravinárskom priemysle, textilnom priemysle, ale aj napríklad v optike. Prakticky ich nájdete takmer vo všetkých priemyselných odvetviach. Pokiaľ tento článok čítate na mobilnom telefóne (smartphone), práve v mobilných telefónoch máte nano čipy, inak by nemohli byť také malé a výkonné. V počítačoch a smartfónoch sa nanotechnológie používajú štandardne, a to nielen v čipoch, ale aj v obrazovkách. Nanotechnológie v zobrazovacích technológiách je možné zoskupiť do 3 širokých technologických oblastí; Organické LED diódy (OLED), elektronický papier a displeje Field Emission. Pokiaľ teda máte čítačku, aj tá je nano.
Ale čo tá bezpečnosť?
Keď sa pýtame, či sú nanotechnológie nebezpečné, je to ako sa pýtať, či sú všetky rastliny nebezpečné pre človeka. Rovnako tak, ako existujú huby jedlé a jedovaté, existujú aj nanomateriály, ktoré sú bezpečné a prospešné, ale existujú samozrejme aj nanočastice, ktoré môžu byť nebezpečné.
A v niektorých prípadoch je to ako so soľou – potrebujeme ju, ale vo veľkom množstve by nás mohla aj zabiť. Preto sa skúma vždy nielen konkrétne nanočastice a nanovlákna, ale aj v niektorých prípadoch aj množstvo.
TIP: Čo je nanovlákno? Spoznajte okom neviditeľný zázrak, ktorý chráni a lieči
Bezpečnosť nanovlákien v lôžkovinách
Ak si zaobstaráte lôžkoviny pre alergikov nanoSPACE, tak okom nespoznáte, že obsahujú nanovlákennú membránu. Táto membrána je totiž pevne lamináciou uzavretá medzi dvoma krycími textíliami, takže sa s ňou nikdy nestretnete. Po laminácii ju totiž už nemožno oddeliť od krycích textílií. Navyše je vyrobená z úplne obyčajnej látky (PA6), ktorú my ženy dôverne poznáme napríklad zo siloniek. Jediný rozdiel je v tom, že českí vedci v Liberci vymysleli spôsob, ako vytvoriť také malé vlákna – nanovlákna, aby ani roztoč ani alergén cez membránu neprešiel. A tak aj keby ste spali priamo na membráne, nič sa nestane. Navyše samotné nanovlákna sa nemôžu nikdy z membrány oddeliť.
#produkty#https://www.nanospace.cz/sk/protiroztocove-luzkoviny/
Hoci sa priemery nanovlákien pohybujú v rozsahu 90 – 250 nm, dĺžka jedného nanovlákna je ale rádovo v stovkách mikrometrov až v milimetroch. Ak by membrána nebola nalaminovaná medzi dve krycie textílie, tak by iba žmolkovateľa a tieto žmolky už by mali rozmery v mikrometroch. Pri prípadnom vdýchnutí by sme si s tým poradili úplne rovnako ako so čiastočkami prachu. Ale to hovoríme naozaj hypoteticky, pretože aj keď skúsite naše lôžkoviny rozstrihať, len ťažko oddelíte kryciu textíliu od nanovlákennej membrány.
TIP: Čo sú roztoče a čo spôsobujú?
Nanovlákna v kozmetike a medicíne
V Česku sa podarilo zvlákňovaním vyriešiť jeden zásadný problém, a to odstrániť nutnosť používania konzervantov v kozmetike. Ako? Výrobou kozmetických produktov na báze nanovlákenných masiek. Tie sa vyrábajú tak, že sa zvláknia iba aktívne látky, ktoré sa rozpustia na tvári až po kontakte s vodou.
Ukázalo sa, že to má skvelý vedľajší efekt: Aktívne látky ako napríklad vitamín A, vitamín C alebo kyselina hyalurónová, sa oveľa lepšie vstrebávajú do pokožky. Tieto produkty sú nielenže bezpečné, ale sú oveľa bezpečnejšie pre ľudí aj prírodu ako klasické produkty. Táto technológia bola pôvodne vyvinutá na rýchlejšie hojenie rán.
TIP: Kyselina hyalurónová: Aké sú najlepšie produkty?
Bezpečnosť nanočastíc striebra v oblečení
Nanočastice striebra vedci prevzali z prírody. Vyrábajú ich totiž niektoré druhy baktérií, keď sa stretnú so anorganickými soľami, ktoré obsahujú striebro. V prírode ale vznikajú aj pôsobením rôznych proteínov. Ako príklad je možné uviesť kravské mlieko, z ktorého bielkovín vznikajú pomerne kvalitné nanočastice striebra.
Nanočastice striebra sa používajú v oblečení predovšetkým preto, že dokážu zničiť zápach potu. Oblečenie od nanoSPACE by LADA a nanosilver má nanočastice pevne ukotvené vo vlákne. To znamená, že sa pridávajú k polyesteru predtým, než sa vyrobí vlákno. Vďaka tejto technológii sa z oblečenia nemôže nano striebro uvoľňovať.
#produkty#https://www.nanospace.cz/sk/saty/
Tip: V ďalšom článku sa dozviete, čo je nanostriebro a 5 spôsobov jeho použitia.
Tým je zaručený dlhodobý efekt a samozrejme aj znemožnené uvoľňovanie striebra do vody. Práve to je najväčšia obava pri používaní veľkého množstva nanočastíc striebra a je preto dôležité voliť také výrobky, ktoré majú nanočastice pevne vo vlákne ukotvené.
Samočistiace nátery TiO2
U niektorých druhov motýľov môžeme pozorovať nanoštruktúry, ktoré majú samočistiaci efekt. Také nanoštruktúry je možné vytvárať aj špeciálnymi nátermi s nanočasticami oxidu titaničitého TiO2. Sú ale bezpečné?
Opäť, tieto nátery neobsahujú žiadne voľné nanočastice a sú pevne ukotvené v štruktúre špeciálneho spojiva. Pokiaľ dôjde k oderu povrchovej vrstvy, odlamujú sa z nej relatívne veľké čiastočky kompaktného materiálu v rozmeroch značne presahujúcich 100 nanometrov.
#produkty#https://www.nanospace.cz/sk/samocistiace-natery/
Neexistuje žiadna seriózna vedecká štúdia, ktorá by preukázala negatívny vplyv nanočastíc TiO2 v koncentráciách, s ktorými je možné prísť do styku, na zdravotný stav ľudí, živočíchov alebo rastlín. S nanočasticami TiO2 pritom ľudia majú čo do činenia viac ako sto rokov.
Tieto častice totiž tvoria prirodzenú súčasť pigmentu titánovej bieloby, ktorý je masívne využívaný nielen do farieb a lakov, ale aj ako potravinárske farbivo v mnohých potravinárskych výrobkoch.
Opaľovacie krémy s nano formou oxidu zinočnatého
Opaľovacie krémy s nano formou oxidu zinočnatého sú považované za najlepšie prírodné opaľovacie krémy, pretože sú ekologickejšie ako non-nano forma a dokážu filtrovať UVA aj UVB žiarenie.
TIP: Najlepší prírodný opaľovací krém: Ako si vybrať
Napriek tomu ale existuje nepodložené hnutie niektorých ľudí proti všetkému nano, pritom už sme si povedali, že nanočastice aj dýchame, že? :) Nanočastice oxidu zinočnatého boli podrobené mnohým štúdiám a boli klasifikované ako úplne bezpečné pre človeka i prírodu.
Nie je sa čomu diviť, pretože zinok obsahuje naše telo prirodzene a berie sa v doplnkoch stravy na zlepšenie stavu pleti a vlasov.
Jediné, na čo sa dáva pozor je množstvo oxidu zinočnatého v opaľovacom kréme. Nemalo by presiahnuť 25 %. Toho by sme sa ale príliš neobávali, pretože potom by ste si na telo natierali skôr ako opaľovací krém kameňolom.
Tip: Prečítajte si článok, čo je to cirkulárna kozmetika?
Všeobecná rada k bezpečnosti nanotechnológií?
Nikdy neberte nanotechnológie ako celok. Používajú sa dnes vo vede a výskume úplne štandardne. Vždy sa pozerajte na konkrétnu aplikáciu.
V Česku a v Európe sú produkty podrobované zložitému bezpečnostnému testovaniu predtým, ako môžu ísť na trh. Preto buďte najviac opatrní pri produktoch, ktoré pochádzajú z Ázie, ale aj z USA, kde sú iné štandardy.
Všeobecne platí, že pokiaľ sú nanovlákna alebo nanočastice pevne ukotvené do väčších celkov a neuvoľňujú sa neriadene do okolia, nemôžu ohroziť ani životné prostredie ani zdravie.
Zdroje
- Maynard, A. D., Aitken, R. J., Butz, T., Colvin, V., Donaldson, K., Oberdörster, G., ... & Warheit, D. B. (2006). Safe handling of nanotechnology. Nature, 444(7117), 267-269.
- Monteiro-Riviere, N. A., & Oldenburg, S. J. (2010). In vitro skin toxicity of nanoparticles in relation to their physicochemical properties. Journal of environmental science and health. Part C, Environmental carcinogenesis & ecotoxicology reviews, 28(4), 231-244.
- Seabra, A. B., Durán, N., & Walter, M. G. (2014). Nano-technological strategies for combating cancer: non-toxic, targeted delivery systems. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 10(2), 359-369.
- Wang, J., Li, C., Peng, Q., & Li, Y. (2005). A general strategy for nanocrystal synthesis. Nature, 437(7055), 121-124.
- Wiesner, M. R., Lowry, G. V., Alvarez, P., Dionysiou, D., & Biswas, P. (2006). Assessing the risks of manufactured nanomaterials. Environmental Science & Technology, 40(14), 4336-4345.
- Kost, J. (2017). Nanobiotechnology applications in disease diagnosis and treatment. CRC Press.
- National Research Council. (2012). A research strategy for environmental, health, and safety aspects of engineered nanomaterials. National Academies Press.
- Nel, A., Xia, T., Madler, L., & Li, N. (2006). Toxic potential of materials at the nanolevel. Science, 311(5761), 622-627.
- Oberdörster, G., Oberdörster, E., & Oberdörster, J. (2005). Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environmental Health Perspectives, 113(7), 823-839.
- Ratner, M. A., & Ratner, D. (2017). Nanotechnology: A gentle introduction to the next big idea. Prentice Hall.
