Ali so ogljikove nanocevke strupene? Katere zaščitne ukrepe je treba sprejeti med rokovanjem?

1. Neizogibno "kritično vprašanje"

Za številnimi prednostmi CNT ostaja eno vprašanje neodgovorjeno: ali so dejansko varni?

Od odkritja CNT leta 1991 se razprave o njihovi toksičnosti nikoli ne prenehajo. Po eni strani je njihova igličasta-vlaknasta oblika osupljivo podobna azbestu; po drugi pa so med najbolj obetavnimi nosilci zdravil v nanomedicini. Ali so CNT "naslednji azbest" ali so obvladljiv industrijski material?

Danes ta članek brez izmikanja ali pretiravanja ter na podlagi verodostojnih raziskav in mednarodnih standardov jasno obravnava to občutljivo vprašanje.

2. Jedro razprave o strupenosti: zakaj so kot azbest?

2.1 Pomisleki, ki izhajajo iz morfološke podobnosti

Patogenost azbesta je predvsem posledica njegove dolge, tanke, toge vlaknaste oblike. Ta morfologija otežuje čiščenje makrofagov v pljučih, kar povzroči kronično vnetje zaradi dolgotrajnega-zadrževanja, kar na koncu povzroči azbestozo, pljučni rak in mezoteliom.

CNT-ji imajo po naključju podobne značilnosti: visoko razmerje stranic, igli{0}}podobno strukturo in visoko bioobstojnost. Leta 2008 je študija, objavljena vNarava Nanotehnologijaprvi potrdili, da CNT določene dolžine, vbrizgane v trebušno votlino miši, res povzročajo granulome in vnetne odzive, podobne tistim, ki jih povzroča azbest.

To odkritje je sprožilo globalno varnostno opozorilo in postalo izhodišče razprave o tem, ali so CNT varni.

2.2 Strupenost ni "prisotna ali odsotna", ampak posledica več dejavnikov

Akademske raziskave razkrivajo bolj zapleteno resnico: na toksičnost CNT-jev vpliva več dejavnikov in je ni mogoče posploševati.

(1) Dolžina cevi je ključna spremenljivka
Razmerje stranic je ključni parameter, ki določa strupenost. Študije so pokazale, da CNT dolžine 825 nm povzročajo znatno močnejše vnetje pljuč kot krajše cevi 220 nm. Razlog je preprost: makrofagi težje popolnoma zajamejo daljše cevke, kar vodi do "frustrirane fagocitoze"-makrofagi jih ne morejo očistiti, ampak namesto tega sprostijo znatne količine vnetnih dejavnikov, kar povzroča dolgotrajne poškodbe.

(2) Kovinske nečistoče so "nevidni morilci"
Kovinski katalizatorji (železo, kobalt, nikelj itd.), ki se uporabljajo med sintezo CNT, lahko, če niso temeljito prečiščeni, pustijo ostanke kovinskih delcev, ki katalizirajo proizvodnjo reaktivnih kisikovih vrst (ROS), kar povzroča oksidativni stres in poškodbe celic. Zato je strupenost visoko-CNT-jev bistveno nižja od strupenosti izdelkov nižje-čistosti.

(3) Površinske funkcionalne skupine lahko spremenijo toksičnost
Površinska kemična modifikacija lahko znatno spremeni biokompatibilnost CNT. Funkcionalizacija, kot je karboksilacija (-COOH) ali hidroksilacija (-OH), lahko izboljša disperzibilnost CNT v vodi in zmanjša njihovo afiniteto do celičnih membran, s čimer se zmanjša citotoksičnost.

(4) SWCNT proti MWCNT: Kateri je bolj nevaren?
Študije kažejo, da je pri enakem odmerku toksičnost eno-stenskih CNT (SWCNT) na splošno višja od toksičnosti več-stenskih CNT (MWCNT). To je lahko zato, ker imajo SWCNT manjše premere in večje specifične površine, zaradi česar je bolj verjetno, da prodrejo skozi celične membrane.

2.3 Mehanizmi strupenosti

Glede na pregledne članke se celična toksičnost CNT doseže predvsem z naslednjimi mehanizmi:

Ključni sklep:Ti toksični učinki so razmeroma dobro-opredeljeni v pogojih visokega odmerka in dolgotrajne-izpostavljenosti, vendar njihovo tveganje pri nizkih-odmerkih, scenarijih kratkoročne-izpostavljenosti ostaja predmet razprave.

3. Priročnik za zaščito pri ravnanju: Poklicna izpostavljenost je glavno tveganje

Za običajne potrošnike je uporaba končnih izdelkov, ki vsebujejo CNT (kot so litijeve baterije in kompozitni izdelki), varna-CNT so imobilizirani znotraj matrice in se ne ločijo in sprostijo. Resnična skrb je tveganje poklicne izpostavljenosti: delavci, ki sodelujejo pri proizvodnji, tehtanju, razpršitvi, čiščenju in drugih nalogah.

3.1 Kaj pravijo mednarodni standardi?

Pravilo o pomembni novi uporabi ameriške EPA (SNUR) za več{0}}stenske CNT jasno zahteva:

Inženirski nadzor kot prioriteta:Uporabite fizično izolacijo, lokalno izpušno prezračevanje, zaprte sisteme in druge ukrepe za čim večje preprečevanje izpostavljenosti.

Zaščita dihal:Kadar tehnični nadzor ne zadošča za odpravo tveganja izpostavljenosti, je treba uporabiti respiratorje, ki jih je potrdil NIOSH z dodeljenim zaščitnim faktorjem (APF) 50 ali več, vključno z:

Respiratorji s filtrom- za obraz N100/P100/R100

Respiratorji za{0}}čiščenje zraka (PAPR) s filtri HEPA

Posebej je treba opozoriti, da imajo običajne maske N95 nezadostno učinkovitost filtracije za nanodelce; Uporabiti je treba filtrirne medije na ravni P100 ali N100.

3.2 Tovarniška praksa: Sedem priporočil za-reševanje življenj

Na podlagi zaključkov akademskih raziskav in industrijske prakse je treba pri ravnanju s CNT upoštevati naslednja načela:

Prvič, operacije s suhim prahom je treba izvajati v zaprtih sistemih ali dimnih napah.
Pri tehtanju in prenašanju CNT suhega prahu se najlažje ustvari prah. Postopke je treba izvajati v dimnih napah z negativnim{1}}tlakom ali uporabiti predale za rokavice in zaprte sisteme za hranjenje. Odlaganje ali sejanje CNT suhega prahu v odprtem okolju je strogo prepovedano.

Drugič, dajte prednost pred-dispergiranim pastam, da odstranite prah pri izvoru.
To je najučinkovitejši zaščitni ukrep. CNT v pred-dispergiranih pastah so inkapsulirani s tekočino, ne ustvarjajo prahu in znatno zmanjšajo tveganje izpostavljenosti. Veliko incidentov se zgodi prav med korakom, kjer kupci sami razpršijo prah CNT.

Tretjič, nosite ustrezno osebno zaščitno opremo.

Četrtič, uporabite mokro čiščenje; suho pometanje ali pihanje stisnjenega zraka je strogo prepovedano.
Za čiščenje uporabite mokre krpe za brisanje ali industrijske sesalnike (opremljene s filtri HEPA), da preprečite, da bi se usedli prah ponovno pojavil v zraku.

Petič, redno spremljajte kakovost zraka na delovnem mestu.
Uporabite prenosne aerosolne monitorje, da zagotovite, da je koncentracija CNT v zraku pod mejo poklicne izpostavljenosti (trenutno je priporočena meja izpostavljenosti NIOSH v ZDA 1 ug/m³).

Šestič, vzpostaviti program nadzora zdravja pri delu.
Za zaposlene, ki so -dolgotrajno izpostavljeni CNT, redno izvajajte teste pljučne funkcije in ocene slikanja prsnega koša.

Sedmič, pravilno odlagajte odpadke.
Z odpadki CNT je treba ravnati kot z nevarnimi odpadki in jih ne izpuščati neposredno v okolje.

4. Regulativni razvoj: CNT vključeni v ravnanje s kemikalijami

V zadnjih letih so velika svetovna gospodarstva vključila CNT v sisteme upravljanja s kemikalijami.

To pomeni, da morajo proizvajalci CNT vzpostaviti celovitejše sisteme upravljanja EHS (okolje, zdravje, varnost).

5. Prednosti proizvajalca Shandong Tanfeng: strankam omogoča uporabo brez-prašu

Kot proizvajalec CNT se globoko zavedamo, da je varnost temelj industrializacije. Odgovorni smo ne le za naše notranje zaposlene, temveč tudi za varno uporabo naših izdelkov s strani nadaljnjih strank.

Najprej strogo nadzorujte kovinske nečistoče pri izvoru.
Preostali kovinski katalizatorji pomembno prispevajo k toksičnosti CNT. Z optimiziranimi postopki čiščenja nadziramo ostanke kovin, kot so Fe, Co in Ni, na raven ppm, kar znatno zmanjša potencialno biotoksičnost naših izdelkov.

Drugič, zagotovite pred-razpršene prevodne pastozne izdelke.
To je naš največji prispevek k varnosti strank. CNT v pred-dispergiranih pastah so inkapsulirani s tekočino (NMP ali voda), pri čemer med uporabo ne nastajajo prah, tako da se stranke ne soočajo s tveganji, povezanimi z ravnanjem s suhim prahom. Trenutno je več kot 70 % naših pošiljk v obliki paste.

Tretjič, vzpostavite-celoten sistem upravljanja EHS.
V naših proizvodnih delavnicah strogo izvajamo zaprto, avtomatizirano krmiljenje in smo opremljeni s sistemi za odpraševanje in napravami za čiščenje odpadnih plinov. Za zagotavljanje skladnega poslovanja zagotavljamo redne zdravstvene preglede in usposabljanja zaposlenih.

Četrtič, zagotovite varnostne liste (SDS) in navodila za uporabo.
Vsaka serija izdelka je opremljena s popolnim varnostnim listom, ki jasno določa zaščitne zahteve in nujne ukrepe. Ko se stranke srečajo z varnostnimi-operativnimi vprašanji, nudimo tehnična navodila.

6. Racionalen pogled: Tveganja je mogoče nadzorovati, ni potrebe po paniki

Če se vrnem k prvotnemu vprašanju: Ali so CNT dejansko strupeni?

Odgovor je:Obstajajo možna tveganja pod določenimi pogoji, vendar jih je mogoče nadzorovati.

CNT niso "naslednji azbest." Škodljivost azbesta je v tem, da njegove bioobstojnosti ni mogoče spremeniti, medtem ko je toksičnost CNT mogoče zmanjšati z ukrepi, kot so nadzor dolžine cevi, čiščenje nečistoč in modifikacija površine. Prevladujoče soglasje v znanstveni skupnosti je, da so varnostna tveganja CNT inženirski problem in ne temeljna ovira.

V prihodnosti se bo z napredkom tehnologij zelene sinteze, funkcionalnimi modifikacijami in strožjimi regulativnimi ukrepi varnost CNT še naprej izboljševala. Ta "super material" bo na koncu uresničil svoj pravi potencial uporabe v varnih in nadzorovanih pogojih.

Če imate dodatna vprašanja o varnem ravnanju s CNT ali potrebujete pred{0}}razpršene pastozne izdelke, da se izognete tveganju prahu, se obrnite na nas. Kot odgovoren proizvajalec CNT smo pripravljeni sodelovati z vami pri varni uporabi tega "super materiala".