Postawienie bezpieczeństwa złożonych nanomateriałów na pierwszym miejscu
Jednym z owoców postępu w dziedzinie nanotechnologii są innowacyjne nanomateriały, które znajdują zastosowanie w wielu sektorach. Te zaawansowane materiały (ang. advanced materials, AdMa), przewyższające swoimi właściwościami materiały konwencjonalne, mogą zrewolucjonizować szereg gałęzi przemysłu, od budownictwa po rolnictwo. Jednak złożoność tych produktów stanowi poważne wyzwanie zarówno dla innowatorów, jak i organów regulacyjnych. Ponieważ są to złożone mieszanki połączonych ze sobą wielu składników, w ich przypadku tradycyjne metody oceny bezpieczeństwa mogą nie być do końca skuteczne. „Korzyści płynące ze stosowania tych materiałów muszą być oceniane w zestawieniu z ich potencjalnymi zagrożeniami dla zdrowia ludzi i środowiska”, mówi Tobias Stoeger z Centrum Helmholtza w Monachium w Niemczech. Zarówno on, jak i jego współpracownik Otmar Schmid są odpowiedzialni za koordynację projektu HARMLESS. „Najważniejsze jest zadbanie o to, by materiały te były bezpieczne dla ekosystemów, ludzi i zasobów naturalnych”.
Zdrowie ludzi i bezpieczeństwo środowiskowe
Zapewnienie bezpieczeństwa znalazło się więc w centrum zainteresowania zespołu projektu HARMLESS. Celem było opracowanie bezpiecznego i zrównoważonego podejścia innowacyjnego do AdMa, aby uwzględnić zarówno zasady bezpiecznego i zrównoważonego projektowania (ang. safe and sustainable by design, SSbD), jak i gotowość regulacyjną. „Postanowiliśmy opracować nowatorskie metody i narzędzia potrzebne do dokładnej oceny potencjalnego ryzyka i zapewnienia zgodności z przepisami”, wyjaśnia Stoeger. „Potrzebujemy wdrożenia mechanizmów wspierających projektowanie bezpieczniejszych AdMa, aby móc przekonać społeczeństwo o ich ogólnych zaletach”. Z myślą o tym w ramach projektu opracowano zestaw zintegrowanych narzędzi i wytycznych, a także internetowy system wspomagania decyzji. Założeniem jest, aby były one wykorzystywane przez innowatorów do zapewnienia funkcjonalności, bezpieczeństwa i zrównoważonego charakteru materiałów w całym ich cyklu życia. „Nasz przyjazny dla użytkownika system wspomagania decyzji uwzględnia kwestie bezpieczeństwa już na etapie projektowania”, dodaje Stoeger. „Dzięki temu podmioty dysponują narzędziami do podejmowania świadomych decyzji już na etapie opracowywania materiałów przeznaczonych do zastosowania w różnych produktach konsumenckich”.
Całościowa ocena bezpieczeństwa zaawansowanych materiałów
Opracowane przez zespół projektu narzędzia i system wsparcia zostały przetestowane w ramach kilku studiów przypadków. Jednym z kluczowych elementów prac było wykorzystanie nanostruktur i małych cząstek osadzonych w osnowie, które weszły w skład różnych wyrobów, takich jak farby i produkty dla rolnictwa. „Pod wpływem surowych warunków pogodowych farby z czasem ulegają degradacji i mogą uwalniać do środowiska maleńkie cząsteczki – niektóre z nich wielkości poniżej 100 nanometrów, czyli około 100 razy mniejsze niż kosmyk włosów”, mówi Stoeger. „Podobnie jest w przypadku środków ochrony roślin, z których małe cząsteczki mogą się uwalniać podczas ich przenoszenia lub rozpylania na polach. Wdychanie tych maleńkich cząstek może być szkodliwe zarówno dla zdrowia ludzi, jak i dla środowiska”. Pozostałe studia przypadków były poświęcone wykorzystaniu wytycznych i narzędzi do oceny bezpieczeństwa krzemionki koloidalnej stosowanej w przemyśle papierniczym oraz zaawansowanych nanomateriałów wykorzystywanych do izolacji termicznej budynków. Ponadto przeprowadzono ocenę katalizatorów zawierających nanomateriały, które stosuje się na potrzeby różnych procesów chemicznych.
Promowanie bezpiecznych i zrównoważonych materiałów
Dzięki tym badaniom udało się wykazać, że opracowane w ramach projektu HARMLESS narzędzia i wytyczne mogą pomóc wielu branżom – od budownictwa, przez produkcję, aż po rolnictwo – w odpowiedzialnym wprowadzaniu innowacji. Użytkownicy byli w stanie udoskonalić komponenty produktów, w tym ich kształt i skład, tak aby osiągnąć optymalną równowagę między bezpieczeństwem a funkcjonalnością już na najwcześniejszych etapach tworzenia innowacji. „Promując wykorzystanie zrównoważonych i nieszkodliwych materiałów, zespół projektu HARMLESS pomaga utorować drogę w kierunku przyszłości sprzyjającej rozwojowi innowacji opartych na AdMa”, podkreśla Stoeger. „Ocena bezpieczeństwa AdMa w całym ich cyklu życia pomoże podmiotom przemysłowym w produkcji AdMa nowej generacji – bezpiecznych zarówno dla ludzi, jak i środowiska”.
Słowa kluczowe
HARMLESS, nanotechnologia, nanomateriały, AdMa, budownictwo, rolnictwo, środowisko
