Jsou české nanotechnologie bezpečné?  
Všechno nové a neznámé odpradávna v člověku vyvolává obavy a strach. Jedná se o osvědčený evoluční mechanismus, který nás chrání, ale zároveň může zmařit dobré a inovativní nápady, které by člověku zkvalitnily život. To se týká i zcela nových technologií nabízející nevídaná řešení.


Nikola Tesla si už v r. 1905 posteskl: “V našem dnešním světě se revoluční myšlenky a vynálezy namísto podpory a pomoci od samého počátku setkávají s překážkami a úklady, jež jim chystají sobecké zájmy, pedantství, hloupost a nevzdělanost, že musejí čelit napadání a posměchu.” Vždycky je jednodušší odmítnout nebo kritizovat, než studovat a snažit se porozumět novému. Bývá také politicky lukrativní zdvihnout nad davem prapor proti kacířům, než se snažit otevřít duši lidí novým myšlenkám.

Struktura nanovlákenné vrstvy, zvětšeno 5 000 x. Kredit: J. Kůs.
Struktura nanovlákenné vrstvy, zvětšeno 5 000 x. Kredit: J. Kůs.

Je to paradox. Nanočástice kolem nás poletují miliony let. Například při sopečné činnosti se jich do vzduchu dostanou tuny. Příroda využívá biotechnologické postupy a molekulární nanostrojky od objevení života na Zemi, který sama zakódovala do molekuly DNA. Nicméně nanotechnologie jako věděcký a průmyslový obor jsou zatím velice mladé, jejich vznik se datuje do 70. let minulého století. Oproti tradičním oborům, jako třeba strojírenství, ale pracuje s něčím, co není vidět pouhým okem: Manipuluje s atomy a molekulami, možná proto ty obavy laické veřejnosti. Něco, co není vidět, nemůže mít člověk tak úplně pod kontrolou. 

Jiří Kůs
Jiří Kůs
Obecně ale platí, že pokud jsou nanomateriály pevně ukotvené do větších celků a neuvolňují se neřízeně do okolí, nemohou ohrozit ani životní prostředí ani zdraví. Pojďme se nyní podrobně podívat na české nanotechnologie, tedy nanotechnologické výrobky českých firem. Patří sem fotokatalytické nátěry s nanočásticemi oxidu titanu, které čistí vzduch, textilní nanotkaniny v antialergických lůžkovinách a dýchacích maskách, nanovlákenné průmyslové filtry, anorganická nanovlákna, nanočástice nulamocného železa na čištění odpadních vod, antibakteriální nanočástice stříbra a přípravky s nanočásticemi pro tzv. zušlechťování povrchů a vylepšování paliv do automobilů.


Fotokatalytické nátěry TiO2
Povrchová vrstva vytvořená funkčním nátěrem s nanočásticemi oxidu titaničitého TiO2 neobsahuje žádné volné nanočástice. Nanočástice jsou pevně ukotveny ve struktuře speciálního pojiva. Pokud dojde k otěru povrchové vrstvy, odlamují se z ní relativně velké částečky kompaktního materiálu v rozměrech značně přesahujících 100 nanometrů. Neexistuje žádná seriozní vědecká studie, která by prokázala negativní vliv nanočástic TiO2 v koncentracích, s nimiž je možno přijít do styku, na zdravotní stav lidí, živočichů nebo rostlin. S nanočásticemi TiO2 přitom lidé mají co do činění více než sto let. Prachové částice TiO2 o velikosti menší než 100 nm totiž tvoří přirozenou součást pigmentu titanové běloby, který je masivně využíván nejenom do barev a laků, ale také jako potravinářské barvivo v mnoha potravinářských výrobcích. Lidé tedy nadšeně konzumují i dýchají TiO2, včetně nanočástic, déle než 100 let, a za tu dobu nebyl doložen jediný případ ohrožení lidského zdraví nebo životního prostředí touto látkou.

Struktura třívrstvého laminátu. Nanovlákenná vrstva je uprostřed a vypadá jako slabé průhledné blanky, zvětšeno 150 x. Kredit? J. Kůs.
Struktura třívrstvého laminátu. Nanovlákenná vrstva je uprostřed a vypadá jako slabé průhledné blanky, zvětšeno 150 x. Kredit? J. Kůs.

Organická textilní nanovlákna
Odpůrci nanotechnologií straší veřejnost tím, že se z textilních materiálů budou uvolňovat jednotlivá nanovlákna, a že je pak možní je vdechnout. Ve skutečnosti se sice průměry nanovláken pohybují v rozsahu 90 – 250 nm, délka jednoho nanovlákna je ale řádově ve stovkách mikrometrů až v milimetrech. Každé vlákno se na mnoha místech „kříží“ s jinými vlákny. V těchto bodech působí mezi vlákny třecí síla, která neumožní jednoduché oddělení jednotlivých vláken ze struktury. V nanotextiliích se používají tzv. třívrstvé lamináty, kde je nanovrstva překrytá netkanou textilií, která je přilepena k nanovrstvě lepidlem. Při mechanickém působení může sice dojít k roztržení nanovlákenné vrstvy a oddělení „shluku“ vláken, ale tyto shluky vláken mají charakter žmolku a velikost řádově v desítkách až stovkách mikronů. Když tyhle žmolky někdo vdechne, tak je zachytí řasinkový epitel v nosní dutině. Buňky epitelu vylučují hlen, do něhož se zachycují různé prachové nečistoty a řasinky buněk ho bezpečně dostrkají do nosohltanu, odkud hlen spolkneme. 


Nanočástice nulamocného železa
Nanočástice nulamocného železa (nZVI) mají rozměry v řádu desítek nanometrů a kulový tvar. Mají také silné redukční účinky a díky nepatrným rozměrům výborně migrují prostředím. Toho se s výhodou využívá při čištění vod a odstraňování odolných nečistot. Nanočástice se používají v nižších koncentracích, které nejsou toxické ani nebezpečné pro životní prostředí, a po reakci je železo vždy odstraněno, takže by jeho použití nemělo způsobovat žádné komplikace. Významnou roli při posuzování bezpečnosti nanočástic hraje také tvar nanočástic. Právě nanočástice nulamocného nanoželeza patří svým kulovým tvarem k těm nejvíce bezpečným. Když se dostanou do lidského těla, tak se pak snadno vyloučí.  Nanočástice nulamocného železa jsou průmyslově vyráběny už několik desítek let a žádný negativní efekt na lidské zdraví a životní prostředí zatím nebyl pozorován. Navíc tyto nanočástice vznikají i při některých běžných procesech, jako je například svařování. Ani zde nebyl prokázán negativní dopad na lidské zdraví.


Polymerní nanovlákna pro filtraci vody a vzduchu
Délky nanovláken jsou téměř nekonečné a jejich průměry se obvykle pohybují v desítkách nanometrů 70 - 150 nm. Struktury z nanovláken jsou mechanicky málo odolné, nejsou samonosné a vždy se používají s podkladovým substrátem. Materiály pro filtraci vzduchu jsou fixovány na nosných podkladových textiliích, aby odolávaly průtoku vzduchu. Jednotlivá nanovlákna se ze struktury neuvolňují, nemohou být vdechnuta ani kontaminovat prostředí. Nanostrukturované materiály pro filtraci vody jsou namáhány většími průtoky kapalin, proto jsou mechanicky ztuženy, např. lisováním. Filtráty této technologie nejsou nebezpečné.


Shluky nanovláken vzniklé otěrem (bílé smotky). Kredit: J. Kůs.
Shluky nanovláken vzniklé otěrem (bílé smotky). Kredit: J. Kůs.

Anorganická nanovlákna
Jedná se o mezoporézní vlákna anorganických oxidů (oxid titaničitý, zirkoničitý apod.) Jejich strukturu lze přirovnat k vláknu slepenému ze sférických nanočástic (krystalitů). Tato anorganická vlákna jsou křehká a pro mnoho aplikací se používají ve formě nakrácených vláken. U tohoto typu částic nebyla v testech prokázána nebezpečnost, ale preventivně se s nimi při výrobě zachází jako s práškovým materiálem, u něhož je třeba zamezit vdechnutí. Hlídá se jejich výroba a zpracování. Tato nanovlákna se používají v uzavřených systémech, elektronice nebo kompozitních materiálech jako je například výztuha plastů.


Antibakteriální pletené metráže a oblečení s nanočásticemi stříbra
Ve výrobě se používá polyesterové vlákno, ve kterém jsou velmi pevně ukotveny molekuly stříbra. Při výrobě a užívání se prakticky nemohou uvolnit. Vlákno má antibakteriální, protiplísňové a protizápachové funkce, odvádí vlhkost a funguje i jako UV filtr. Všechny tyto vlastnosti jsou trvalé, užíváním neodstranitelné. Zdravotní nezávadnost potvrzují certifikáty ze státních zkušeben.  V praxi jsou výrobky úspěšně aplikovány již 5 let, nejvíce ve zdravotnictví (po operacích páteře, ložní prádlo, vložky do bot, ortézy, návleky).


Veterinární a kosmetické výrobky s nanočásticemi stříbra
Veterinární a kosmetické výrobky obsahují nízké koncentrace nanočástic stříbra. Vzhledem k tomu u nich nebyly prokázány toxické nebo prostě negativní vlivy na živý organismus. Materiál, který se z nich dostane do životního prostředí, obvykle rychle ztrácí charakter nanomateriálu, dochází ke shlukování a reakcemi s okolím. Anorganické materiály, které se používají, jsou běžnou součástí zemské kůry, nejedná se tedy o nové, uměle vyrobené chemikálie, které jsou neznámé našemu životním prostředím.


Nanoprodukty pro vytváření hydrofobních povrchů materiálů
Všechny nanoprodukty pro tzv. zušlechtění povrchů materiálů, kam patří zejména vytváření hydrofobních (vodu odpuzujících) povrchů, využívají nanočástice v přírodě velmi běžného oxidu křemíku. Koncentrace těchto nanočástic oxidu křemíku jsou doopravdy velmi nízké. I když se časem částice z povrchů vlivem mechanického a chemického namáhání uvolňují, je jejich množství velmi malé. Navíc vytvářejí s dalšími částicemi shluky. Dosavadní studie neprokázaly, že by tyhle nanočástic poškozovaly živé organismy. 


Nanočástice v aditivech pro paliva
Nanočástice oxidu ceru, který je používán v aditivech do paliv, se při spalování uvolňují do filtračního systému, kde se spojují s většími emisními částicemi do shluků. Ty jsou pak z větší části filtrovány ve filtrech výfukového systému. Dosavadní výzkum neprokázal žádné negativní vlivy těchto částic na životní prostředí nebo lidský organismus.


Bezpečnost nanotechnologií dozajista není téma, které by bylo radno zlehčovat a není to ani mým záměrem. Nejde také samozřejmě jen o bezpečnost pro uživatele výrobku, ale také bezpečnost ve výrobních továrnách a po ukončení životního cyklu výrobku také o bezpečnost nakládání s odpadem. Je proto důležité neustále ověřovat, testovat a vytvářet pravidla a postupy, které omezí rizika na minimum. Jak víme, nic v životě není na 100% a pokory je nám třeba. Přesto se vždy snažme nejprve porozumět, než se rozhodneme odmítat.

Autor: Jiří Kůs
Datum: 21.04.2015 22:53
Tisk článku

Molekuly emocí - Pert Candace B.
 
 
cena původní: 369 Kč
cena: 328 Kč
Molekuly emocí
Pert Candace B.
Související články:

Bílí policisté v USA nestřílejí častěji po menšinách     Autor: Stanislav Mihulka (27.07.2019)
Nanočástice okořeněné DNA se chovají jako elektrony     Autor: Stanislav Mihulka (25.06.2019)
Nanozmrzlina, chytré nanoobaly a nanovíno     Autor: Jiří Kůs (25.04.2019)
Vědci zachytili zrození nanočástic v reálném čase a až neslušném rozlišení     Autor: Stanislav Mihulka (06.04.2019)
Nikl se strukturou dřeva má pevnost titanu a hustotu vody     Autor: Stanislav Mihulka (03.02.2019)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace