FORSKNING & UTVECKLING

Material­vetenskap

Karakterisering av nanomaterial

För att förutse prestationer och funktionalitet samt bedöma säkerheten hos nanomaterial finns det först ett behov av att karakterisera dem på ett lämpligt sätt.

Detta inkluderar mätningar av olika fysikalisk-kemiska egenskaper, såsom partikelstorlek, ytarea, vattenlöslighet och ytfunktionalitet, som kan påverka deras tillämpningar och toxicitet.

Det finns fortfarande en öppen debatt om vilka fysikalisk-kemiska parametrar som är viktiga att mäta och det finns olika rekommendationer [1].

Karakteriseringen av nanomaterial är nödvändig för att säkerställa att eventuella (eko)toxikologiska studier som är utförda på samma eller mycket liknande material kan jämföras med varandra.

Forskare har gjort betydande framsteg inom området, och de flesta nya studier på nanomaterial innehåller omfattande fysikalisk-kemisk karakterisering.

I dag finns det två stora utmaningar med karakteriseringen: att analysera nanomaterial i komplexa matriser eller strukturer (till exempel kompositmaterial) och att standardisera mätmetoderna för nanomaterial.

Det finns många pågående forskningsprojekt för att utveckla metoder och tekniker för karakterisering av nanomaterial i komplexa matriser eller system, se till exempel EMPIR Innanopart project. Gällande standardisering av mätmetoder finns det ett omfattande arbete inom olika standardiseringsorganisationer (ISO, CEN, SIS i Sverige), till exempel arbete inom SIS TK 516.

I dag finns det även tillgång till ”representativa industriella nanomaterial” hos JRC Nanomaterials Repository, som har välkarakteriserade material vilka kan användas inom forskning, exempelvis för jämförelsestudier och andra regulatoriska ändamål.

Ett betydande problem med några av de tidigare forskningsresultaten om toxiciteten hos nanomaterial var att de faktiska nanomaterialen som användes i studierna inte hade lämplig (tillräcklig) karakteriseringsinformation. Detta gör det svårt att tolka och jämföra de olika resultaten. För att kunna göra det måste en minsta uppsättning egenskaper mätas för varje nanomaterial innan man utför någon (eko)toxicitetsstudie.

Källa: Andrea Fornara (2017)/Expertpanelen SweNanoSafe 2016-17

[1] Fadeel B, et al. Keeping it real: The importance of material characterization in nanotoxicology. BBRC. 2015;468 (3):498-503.