Hej där! Som leverantör av nanokemikalier får jag ofta frågan om frisättningsmekanismerna för dessa supersmå men kraftfulla ämnen. Så jag tänkte att jag skulle ta lite tid att dela upp det åt dig på ett sätt som är lätt att förstå.
Först och främst, låt oss snabbt gå igenom vad nanokemikalier är. Nanokemikalier är i grunden kemiska ämnen eller material som har minst en dimension i nanoskalan, vilket vanligtvis är mellan 1 och 100 nanometer. I denna skala kan dessa kemikalier ha unika fysikaliska, kemiska och biologiska egenskaper jämfört med deras bulkmotsvarigheter.
Nu till frigöringsmekanismerna. Det finns flera sätt att frigöra nano-kemikalier, och jag ska gå igenom de viktigaste.
Fysiska frisättningsmekanismer
Nötning och slitage
En av de vanligaste fysiska frigöringsmekanismerna är nötning och slitage. När nanokemikalier inkorporeras i produkter som beläggningar, plaster eller kompositer kan de frigöras när produkten utsätts för friktion eller mekanisk påfrestning. Till exempel, om du har en nanobelagd yta på en maskin, eftersom maskineriet fungerar och ytorna skaver mot varandra, kan nanokemikalierna i beläggningen gradvis slitas av och släppas ut i miljön. Detta är ett problem i industriella miljöer där det finns mycket mekanisk verkan.
Upplösning
Upplösning är en annan viktig fysisk frigöringsmekanism. Vissa nanokemikalier är lösliga i vissa lösningsmedel eller vätskor. Till exempel, om ett metallsalt i nanostorlek finns i en produkt och det kommer i kontakt med vatten eller ett lämpligt lösningsmedel, kan det lösas upp och frigöras. Detta är relevant i applikationer där nanokemikalier används i vattenhaltiga system, som i vissa vattenbaserade färger eller rengöringsprodukter.
Mekanismer för kemisk frisättning
Kemiska reaktioner
Nanokemikalier kan frigöras genom kemiska reaktioner. De kan reagera med andra ämnen i sin omgivning, antingen avsiktligt eller oavsiktligt. Till exempel, om en katalysator i nanostorlek används i en kemisk process, kan den frigöras när den deltar i en kemisk reaktion och inte längre är bunden till sin ursprungliga matris. I vissa fall kan miljöfaktorer som pH, temperatur och närvaron av oxiderande eller reduktionsmedel utlösa dessa kemiska reaktioner och leda till frisättning av nanokemikalier.
Hydrolys
Hydrolys är en specifik typ av kemisk reaktion där vatten bryter ner en kemisk förening. Vissa nanokemikalier är känsliga för hydrolys. Till exempel kan vissa estrar eller amider i nanostorlek reagera med vattenmolekyler och bryta isär, vilket frigör komponenterna i nanoskala. Detta är viktigt att tänka på i applikationer där nanokemikalierna utsätts för fuktiga eller våta förhållanden.
Biologiska frisättningsmekanismer
Biologisk nedbrytning
I biologiska system kan biologisk nedbrytning vara en frisättningsmekanism för nanokemikalier. Mikroorganismer i miljön kan bryta ner de material som innehåller nanokemikalier. Till exempel, om en nanoförstärkt biologiskt nedbrytbar plast slängs i miljön, kan bakterier eller svampar börja bryta ner plastmatrisen och i processen släppa ut de nanokemikalier som den innehåller. Detta är en viktig faktor vid utvecklingen av miljövänliga produkter som använder nanokemikalier.
Upptag och utsöndring av organismer
Nanokemikalier kan också frigöras genom upptag och utsöndring av organismer. När organismer, som växter eller djur, tar in produkter eller ämnen som innehåller nanokemikalier kan de metabolisera dem i viss utsträckning. Vissa av nanokemikalierna kan utsöndras tillbaka till miljön. Om en fisk till exempel får i sig vatten som innehåller nanokemikalier, kan den utsöndra en del av dessa kemikalier genom sina avfallsprodukter.
Låt oss nu ta en titt på några specifika exempel på nanokemikalier och deras frisättningspotential.
Exempel på nanokemikalier och utsläppsproblem
Erbium(III)nitratpentahydrat (CAS 10031-51-3)
CAS 10031-51-3 | Erbium(III)nitratpentahydratär en nanokemikalie som har tillämpningar inom områden som optiska material och katalysatorer. När det gäller frisättning, om det används i en katalysator i en kemisk reaktor, finns det en risk för utsläpp genom kemiska reaktioner. Dessutom, om det är i fast form och materialet är slitet, kan det släppas fysiskt.
Volframkarbid (CAS 12070 - 12 - 1)
CAS 12070-12-1 | Volframkarbidanvänds ofta i skärverktyg och slitstarka beläggningar. Nötning och slitage är de viktigaste frigöringsmekanismerna här. Eftersom skärverktyget används för att bearbeta andra material, kan volframkarbidpartiklarna i nanostorlek släppas ut i luften eller på det bearbetade materialet.
Oxaliplatin (CAS 61825 - 94 - 3)
CAS 61825-94-3 | Oxaliplatinär ett kemoterapiläkemedel i nanostorlek. I ett medicinskt sammanhang är det designat för att frigöras i kroppen för att rikta in sig på cancerceller. Men det finns också en oro för dess potentiella utsläpp i miljön genom patientutsöndringar efter behandling.
Miljö- och hälsokonsekvenser av nanokemiska utsläpp
Utsläpp av nanokemikalier kan ha betydande miljö- och hälsokonsekvenser. I miljön kan de ackumuleras i mark, vatten och luft och potentiellt påverka ekosystemen. Till exempel kan tungmetaller i nanostorlek vara giftiga för vattenlevande organismer om de släpps ut i vattendrag.
Ur ett hälsoperspektiv kan inandning, förtäring eller hudkontakt med frigjorda nanokemikalier utgöra risker. Vissa nanokemikalier kan lättare tränga igenom biologiska membran än större partiklar, vilket innebär att de kan nå olika organ och vävnader i kroppen. Det pågår forskning för att förstå de långsiktiga hälsoeffekterna av exponering för frigjorda nanokemikalier.
Hantera och kontrollera Nano Chemical Release
Som leverantör av nanokemikalier är vi medvetna om vikten av att hantera och kontrollera frisättningen av dessa ämnen. Vi arbetar nära våra kunder för att säkerställa att nanokemikalierna används på ett säkert och ansvarsfullt sätt. Detta inkluderar att tillhandahålla detaljerad information om frisättningsmekanismerna och potentiella risker förknippade med våra produkter.
Vi uppmuntrar också utvecklingen av produkter och processer som minimerar utsläppet av nanokemikalier. Till exempel genom att använda inkapslingstekniker för att hålla nanokemikalierna bundna i en matris tills de behövs. Detta kan minska risken för oavsiktlig utsläpp vid normal användning.
Slutsats
Att förstå frisättningsmekanismerna för nanokemikalier är avgörande för både miljöskydd och människors hälsa. Genom att vara medvetna om hur dessa små ämnen kan frigöras kan vi vidta åtgärder för att hantera och kontrollera deras utsläpp. Som leverantör har vi åtagit oss att tillhandahålla nanokemikalier av hög kvalitet samtidigt som vi ser till att de används på ett sätt som minimerar deras påverkan på miljön och människors välbefinnande.
Om du är intresserad av att köpa nanokemikalier för dina applikationer tar vi gärna en pratstund med dig. Vi kan diskutera dina specifika behov, frigöringsmekanismerna som är relevanta för ditt användningsfall och hur vi kan hjälpa dig att använda våra produkter på ett säkert och effektivt sätt. Hör gärna av dig och starta en konversation om dina nanokemiska krav.
Referenser
- Nel, A., Xia, T., Madler, L., & Li, N. (2006). Giftig potential hos material på nanonivå. Science, 311(5761), 622-627.
- Nowack, B., & Bucheli, TD (2007). Nanopartiklars förekomst, beteende och effekter i miljön. Miljöföroreningar, 150(1), 5 - 22.
- Klaine, SJ, Alvarez, PJ, Batley, GE, Fernandes, TF, Handy, RD, Lyon, DY, ... & Wiesner, MR (2008). Nanomaterial i miljön: beteende, öde, biotillgänglighet och effekter. Environmental Toxicology and Chemistry, 27(9), 1825 - 1851.