Všechno nové a neznámé odpradávna v člověku vyvolává obavy a strach, je to absolutně normální. Nanotechnologie jsou ale možná novějším tématem v médiích, ale v přírodě jsou přítomné podle fosilních nálezů již od pradávna a vědci se jimi zabývají již od 70. let. A kdo je největším nanotechnologem světa? Stále příroda a většina aplikací je právě inspirována jevy, které vidíme všude kolem nás. Mimochodem, právě teď dýcháte spoustu nanočástic. Cítíte se bezpečně? :)
Co to jsou nanotechnologie?
Předpona nano stejně jako třeba mikro nebo mili znamená měřítko. Hovoříme zde o materiálech, jejichž struktury se pohybují v rozměrech nanometrů – od 1nm do 999 nm. Nanotechnologie tedy hovoří o technologiích a postupech, které pracují v tomto měřítku, dnes se používají ve všech odvětvích od textilního až po farmaceutický. Ano, i váš chytrý telefon má něco nano, jinak by nemohl mít takovou kapacitu a být jen do ruky.
Mohlo by vás zajímat: Jak spojit kov bez svařování?
Možná tomu nebudete věřit ale jako první nanotechnologie použili ve 4. století římští skláři. Z té doby pocházejí tajemné Lykurgovy poháry, které když osvětlíte zvenku, jsou smaragdově zelené, ale po vložení světelného zdroje dovnitř, pohár zčervená. Je to dáno přidáním prášků z kovů, ve kterém jsou přítomny částice v rozměrech nanometrů. Aktivně se ale nanotechnologie zkoumají až od roku 1959, kdy Richard Phillips Feynman nastínil svou vizi o budoucím využití a cíleném kontrolování atomů a částic.
Tip: Přečtěte si článek a zjistěte, co mají nanotechnologie společného s čokoládou.
Kde všude se nanotechnologie používají?
Nanotechnologie se používají v energetice, biotechnologii, medicíně, potravinářském průmyslu, textilním průmyslu, ale i třeba v optice. Prakticky je najdete téměř ve všech průmyslových odvětvích. Pokud tento článek čtete na mobilním telefonu (smartphone), právě v mobilních telefonech máte nano čipy, jinak by nemohly být tak malé a výkonné. V počítačích a smartphonech se nanotechnologie používají standardně, a to nejen v čipech, ale i v obrazovkách. Nanotechnologie v zobrazovacích technologiích lze seskupit do 3 širokých technologických oblastí; Organické LED diody (OLED), elektronický papír a displeje Field Emission. Pokud tedy máte čtečku, i ta je nano.
Ale co ta bezpečnost?
Když se ptáme, jestli jsou nanotechnologie nebezpečné, je to jako se ptát, jestli jsou všechny rostliny nebezpečné pro člověka. Stejně tak, jako existují houby jedlé a jedovaté, existují i nanomateriály, které jsou bezpečné a prospěšné, ale existují samozřejmě i nanočástice, které mohou být nebezpečné.
A v některých případech je to jako se solí – potřebujeme ji, ale ve velkém množství by nás mohla i zabít. Proto se zkoumá vždy nejen konkrétní nanočástice a nanovlákna, ale v některých případech i množství.
TIP: Co je nanovlákno? Poznejte okem neviditelný zázrak, který chrání a léčí
Bezpečnost nanovláken v lůžkovinách
Pokud si pořídíte lůžkoviny pro alergiky nanoSPACE, tak okem nepoznáte, že obsahují nanovlákennou membránu. Tato membrána je totiž pevně laminací uzavřena mezi dvěma krycími textiliemi, takže se s ní nikdy nesetkáte. Po laminaci ji totiž již nelze oddělit od krycích textiliích. Navíc je vyrobena z úplně obyčejné látky (PA6), kterou my ženy důvěrně známe například ze silonek. Jediný rozdíl je v tom, že čeští vědci v Liberci vymysleli způsob, jak vytvořit tak malá vlákna - nanovlákna, aby ani roztoč ani alergen skrz membránu neprošel. A tak i kdybyste spali přímo na membráně, nic se nestane. Navíc samotná nanovlákna se nemohou nikdy z membrány oddělit.
#produkty#https://www.nanospace.cz/protiroztocove-luzkoviny/
Ačkoliv se průměry nanovláken pohybují v rozsahu 90 – 250 nm, délka jednoho nanovlákna je ale řádově ve stovkách mikrometrů až v milimetrech. Pokud by membrána nebyla nalaminována mezi dvě krycí textilie, tak by pouze žmolkovatěla a tyto žmolky už by měly rozměry v mikrometrech. Při případném vdechnutí bychom si s tím poradili úplně stejně jako s částečkami prachu. Ale to hovoříme opravdu hypoteticky, protože i když zkusíte naše lůžkoviny rozstříhat, jen těžko oddělíte krycí textilii od nanovlákenné membrány.
TIP: Co jsou roztoči a co způsobují?
Nanovlákna v kosmetice a medicíně
V Česku se podařilo zvlákňováním vyřešit jeden zásadní problém, a to odstranit nutnost používání konzervantů v kosmetice. Jak? Výrobou kosmetických produktů na bázi nanovlákenných masek. Ty se vyrábí tak, že se zvlákní pouze aktivní látky, které se rozpustí na obličeji až po kontaktu s vodou.
Ukázalo se, že to má skvělý vedlejší efekt: Aktivní látky jako například vitamin A, vitamin C nebo kyselina hyaluronová, se daleko lépe vstřebávají do pokožky. Tyto produkty jsou nejenže bezpečné, ale jsou daleko bezpečnější pro lidi i přírodu než klasické produkty. Tato technologie byla původně vyvinuta pro rychlejší hojení ran.
TIP: Kyselina hyaluronová: Jaké jsou nejlepší produkty?
Bezpečnost nanočástic stříbra v oblečení
Nanočástice stříbra vědci převzali z přírody. Vyrábějí je totiž některé druhy bakterií, když se potkají s anorganickými solemi, jež obsahují stříbro. V přírodě ale vznikají i působením různých proteinů. Jako příklad lze uvést kravské mléko, z jehož bílkovin vznikají poměrně kvalitní nanočástice stříbra.
Nanočástice stříbra se používají v oblečení především proto, že dokáží zničit zápach potu. Oblečení od nanoSPACE by LADA a nanosilver má nanočástice pevně ukotvené ve vlákně. To znamená, že se přidávají k polyesteru předtím, než se vyrobí vlákno. Díky této technologii se z oblečení nemůže nano stříbro uvolňovat.
#produkty#https://www.nanospace.cz/saty/
Tip: V dalším článku se dozvíte, co je nanostříbro a 5 způsobů jeho použití.
Tím je zaručen dlouhodobý efekt a samozřejmě i znemožněno uvolňování stříbra do vody. Právě to je největší obava při používání velkého množství nanočástic stříbra a je proto důležité volit takové výrobky, které mají nanočástice ve vláknu pevně ukotvené.
Samočistící nátěry TiO2
U některých druhů motýlů můžeme pozorovat nanostruktury, které mají samočistící efekt. Takové nanostruktury lze vytvářet i speciálními nátěry s nanočásticemi oxidu titaničitého TiO2. Jsou ale bezpečné?
Opět, tyto nátěry neobsahují žádné volné nanočástice a 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.
#produkty#https://www.nanospace.cz/samocistici-natery/
Neexistuje žádná seriózní 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.
Tyto částice totiž tvoří přirozenou součást pigmentu titanové běloby, který je masivně využíván nejen do barev a laků, ale také jako potravinářské barvivo v mnoha potravinářských výrobcích.
Opalovací krémy s nano formou oxidu zinečnatého
Opalovací krémy s nano formou oxidu zinečnatého jsou považovány za nejlepší přírodní opalovací krémy, protože jsou ekologičtější než non-nano forma a dokáží filtrovat UVA i UVB záření.
TIP: Nejlepší přírodní opalovací krém: Jak si vybrat
Přesto ale existuje nepodložené hnutí některých lidí proti všemu nano, přitom už jsme si řekli, že nanočástice i dýcháme, že? :) Nanočástice oxidu zinečnatého byly podrobeny mnoha studiím a byly klasifikovány jako zcela bezpečné pro člověka i přírodu.
Není se čemu divit, jelikož zinek obsahuje naše tělo přirozeně a bere se v doplňcích stravy na zlepšení stavu pleti a vlasů.
Jediné, na co se dává pozor je množství oxidu zinečnatého v opalovacím krému. Nemělo by přesáhnout 25 %. Toho bychom se ale příliš neobávali, protože pak byste si na tělo natírali spíše než opalovací krém kamenolom.
Tip: Přečtěte si článek, co je to cirkulární kosmetika?
Obecná rada k bezpečnosti nanotechnologií?
Nikdy neberte nanotechnologie jako celek. Používají se dnes ve vědě a výzkumu zcela standardně. Vždy se dívejte na konkrétní aplikaci.
V Česku a v Evropě jsou produkty podrobovány složitému bezpečnostnímu testování předtím, než můžou jít na trh. Proto buďte nejvíce opatrní u produktů, které pocházejí z Asie, ale i z USA, kde jsou jiné standardy.
Obecně platí, že pokud jsou nanovlákna nebo nanočástice pevně ukotvené do větších celků a neuvolňují se neřízeně do okolí, nemohou ohrozit ani životní prostředí ani zdraví.
Tip: Co to je biohacking a 22 tipů, jak s ním začít
Zdroje
- Maynard, A. D., Aitken, R. J., Butz, T., Colvin, V., Donaldson, K., Oberdörster, G., ... & Warheit, D. B. (2006). Safe handling of nanotechnology. Nature, 444(7117), 267-269.
- Monteiro-Riviere, N. A., & Oldenburg, S. J. (2010). In vitro skin toxicity of nanoparticles in relation to their physicochemical properties. Journal of environmental science and health. Part C, Environmental carcinogenesis & ecotoxicology reviews, 28(4), 231-244.
- Seabra, A. B., Durán, N., & Walter, M. G. (2014). Nano-technological strategies for combating cancer: non-toxic, targeted delivery systems. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 10(2), 359-369.
- Wang, J., Li, C., Peng, Q., & Li, Y. (2005). A general strategy for nanocrystal synthesis. Nature, 437(7055), 121-124.
- Wiesner, M. R., Lowry, G. V., Alvarez, P., Dionysiou, D., & Biswas, P. (2006). Assessing the risks of manufactured nanomaterials. Environmental Science & Technology, 40(14), 4336-4345.
- Kost, J. (2017). Nanobiotechnology applications in disease diagnosis and treatment. CRC Press.
- National Research Council. (2012). A research strategy for environmental, health, and safety aspects of engineered nanomaterials. National Academies Press.
- Nel, A., Xia, T., Madler, L., & Li, N. (2006). Toxic potential of materials at the nanolevel. Science, 311(5761), 622-627.
- Oberdörster, G., Oberdörster, E., & Oberdörster, J. (2005). Nanotoxicology: an emerging discipline evolving from studies of ultrafine particles. Environmental Health Perspectives, 113(7), 823-839.
- Ratner, M. A., & Ratner, D. (2017). Nanotechnology: A gentle introduction to the next big idea. Prentice Hall.
