Czy włókna z nanorurek węglowych są zagrożeniem dla zdrowia?

Pochwalam więcej badań nad bezpieczeństwem druku 3D i jestem smutna, że ​​wiele z tego, co zostało zrobione, jest jak dotąd tandetna. Nowy dokument autorstwa Aleksandra Stefaniaka z amerykańskiego Narodowego Instytutu Bezpieczeństwa i Higieny Pracy (NIOSH) będącego częścią CDC jest punktem odniesienia dla tego, jak należy prowadzić takie badania. W niniejszym artykule 3D-Printing z Nano-Enabled Filaments uwalnia cząstki polimerowe zawierające nanorurki węglowe w powietrze, z publikacji Indoor Air, Stefaniak i jego zespół 15 współautorów spojrzeć na Carbon Nanotubes i włókna węglowego Nanotube. Nanorurki węglowe o pojedynczym walcu są zwiniętymi arkuszami węgla zwiniętymi w cilinder o wielkości od około 50 nm do 250 nm. Sam arkusz węgla jest nazywany grafenem, który sam w sobie jest matowym atomem węgla, grubym jednym atomem, ułożonym w sześciokątny wzór. Te struktury grafenowe można zmienić, tworząc wiele różnych struktur nanorurek, które mają różne właściwości. Materiały te mają wyjątkowe właściwości pod względem sztywności, wytrzymałości i przewodności oraz dają ludziom możliwość na poziomie atomowym do tworzenia materiałów o wyjątkowych właściwościach i właściwościach. Jest wiele emocji związanych z nanorurkami i grafenem, ale także prawdziwym zmartwieniem. Rzeczy w nanoskali są bardzo małe. Jaki mały? Twój paznokieć rośnie o nanometr na sekundę. Nanometr to jedna miliardowa metra. Te malutkie, interesujące cząstki mogą robić niesamowite rzeczy, takie jak przenikanie przez barierę Nasel i trafienie do wnętrza mózgu. Ludzie mówią, że nanorurki stanowią zagrożenie dla zdrowia i mogą być toksyczne. Ale są również superprzypomniani i niesamowici, więc inni nadal wkładają je do wszystkiego, co mogą bez opieki na świecie.

W drukowaniu 3D nanorurki często dodają bardzo mało w rzeczywistej wydajności do żarnika w tej chwili, ale to się rzeczywiście zmieni. Zespół NIOSH przyjrzał się dostępnym w handlu włóknom ABS, PLA i PC z nanorurkami węglowymi. W wyniku badań stwierdzono, że "respirabilne cząstki polimeru" zawierające nanorurki węglowe zostały uwolnione podczas drukowania i że "szacuje się, że 7,2% tych respirabilnych cząstek może osadzać się w rejonie wyrostka zębodołowego płuc". Następnie gazeta mówi "Jeśli cząstki polimeru zawierające CNT (nanorurki węglowe) są niebezpieczne, rozsądne byłoby kontrolowanie emisji podczas używania tych włókien w środowisku przemysłowym lub innym (domach itp.), aby zapobiec narażeniu". Tak, więc wdychasz cząstki zawierające nanorurki węglowejeśli jesteś w pokoju z drukarką drukującą materiał zawierający nanorurki węglowe. I tak, należy to powstrzymać, kontrolując emisję.

W badaniu spojrzeliśmy na zwykłe włókna bez nanorurek węglowych i zobaczyliśmy: "Cząstki emitowane podczas drukowania z bazowymi włóknami polimerowymi były skupiskami sferycznych nanometrycznych cząstek, które miały wygląd podobny do sadzy. "Contast this with the" kompaktowa submikronowa do morfologii cząstek w skali mikro jest kombinacją polimeru i CNT. "

" Stężenie liczby pików do 10 7 cząstek / cm 3 obserwowano w komorze testowanie, wskazując, że wszystkie włókna, niezależnie od dodatków, emitowały dużą liczbę cząstek podczas drukowania. "

" Figura 6 to skaningowe mikrografie elektronowe cząstek aerozolu zebranych podczas drukowania 3-D. Drukowanie z włóknami zawierającymi CNT uwalniało cząstki o dwóch różnych reżimach morfologicznych i rozmiarowych: rozproszone skupienia nanocząstek polimeru podobne do tych, które są widoczne dla podstawowych włókien polimerowych, oraz większe cząstki stałe o rozmiarach submikronowych i mikronowych, z których niektóre zawierały CNT (rysunek 6a, c i e). "

" Figura 7 to skaningowe mikrografie elektronowe powierzchni drukowanych obiektów. Wszystkie obiekty wydrukowane za pomocą nitek zawierających CNT miały na powierzchni CNT widoczne, natomiast obiekty z nadrukiem ABS, PLA i włóknami PC nie. "

Dodatkowo:

" Jak pokazano na rysunku 7, przedmioty zadrukowane włóknami zawierającymi CNT miały CNT wystające visibl y na ich powierzchniach. Jeśli obiekty te były dalej przetwarzane przez procesy ścierne, może to stanowić zagrożenie dla wdychania, jeśli nie zostanie wykonane prawidłowo w kontrolowanych warunkach. Na przykład, dobrze wiadomo, że zakłócanie powierzchni kompozytowych przez piaskowanie lub szlifowanie lub zakłócanie objętości wewnętrznej przez wiercenie lub obróbkę skrawaniem może generować aerozol, który zawiera CNT ".

Zespół następnie przyjrzał się" cząstkom o rozmiarach około 0,5 do 1 μm ", który był wielkością skupisk polimerowych nanorurek węglowych.

" Dla wszystkich włókien ciągłych udział cząstek polimeru zawierających CNT, które mogły się osadzać w drogach oddechowych ... od 0,523 do 1,037 μm wynosił 6,51% (zakres: 4,12 - 9,96%), 5,74% (zakres: 5,70 - 5,86%) i 7,15% (zakres: 6,11 - 8,92%) odpowiednio dla rejonu głowy, tchawoskrzydłowego i płucnego. "

"Frakcja cząstek polimeru zawierającego CNT, które mogą osadzać się w płucach, powinna wynosić od 6,11 do 8,92% dla płuc.region, który jest ważny, ponieważ klirens z tego regionu jest na ogół bardzo powolny, a odkładanie się tam pozwoli na przedłużone utrzymywanie się. "

" Po złożeniu, wolne CNT, które nie są oczyszczone, są znane jako biopieści w płucach i mogą wywoływać zmiany zapalne i zwłóknienia oraz zmiany w ekspresji RNA. "

Zanim papier dojdzie do wniosku, że: