ایمنی فناوری نانو در صنعت هوافضا

ایمنی فناوری نانو در صنعت هوافضا

فرمت: Pdf  تعداد صفحات: 13

۱ مقدمه

۱-۱ سابقه و هدف

فناوری نانو، علم مواد و دستگاه‌های با حداقل یک بعد در محدوده ۱ تا ۱۰۰ نانومتر را می‌توان در هر زمینه‌ای از دارو گرفته تا تولید کامپوزیت، به کار برد. صنعت هوا فضا به تولید محصولاتی می‌پردازد که ترکیبی از برق، تهویه مطلوب (گرمایش، تهویه و تهویه مطلوب)، کامپوزیت و سیستم‌های کنترلی در سایزهای تلفن همراه می‌باشند و همچنین تکنولوژی است که باعث کاهش قابل توجه مقیاس اجزاء و وزن آنها می‌شود. نانومواد همچنین مقاومتی را در برابر خوردگی، فرسایش و حرارت به وجود می‌آورند و این امکان را فراهم می‌آورند که محصولات هوافضا در محیط‌های مختلف با ماندگاری و دوام بالایی کار کنند. اگرچه این فن آوری هنوز در همه جا وجود ندارد، اما مطالعات مربوط به نانومواد در نمونه‌های هوا، آب، خاک، گیاهان و حیوانات نمود کرده‌اند [۱]. همانطور که استفاده از نانومواد رو به افزایش است، سوالاتی در مورد ایمنی فناوری نانو در خصوص برنامه‌های کاربردی که در آن موجودات زنده در معرض خطر مواجهه هستند، پدیدار می‌شود [۱,۱۲]. در تولیدات هوا فضا، این به معنی جلوگیری از آلودگی تسهیلات و تجهیزات، مردم دخیل در آن، محیط زیست اطراف آن است.

نانو مواد در اندازه‌ای هستند که با چشم غیر مسلح قادر به دیدن آنها نیستیم، بسیاری از آنها را تنها می‌توان با میکروسکوپ‌های الکترونی، مانند میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) [۱]، میکروسکوپ اسکن الکترونی (SEM)، میکروسکوپ اسکن تونلی (STM) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مشاهده نمود. آنها با سلول‌های زنده‌ای که با میکروسکوپ‌های نوری دیده می‌شوند اصلا قابل مقایسه نیستند. نانومواد را میتوان از طریق پوست، استنشاق و یا بلع وارد بدن نمود. مواجهه با نانو ذرات بیماری‌هایی از آسم، برونشیت، ریه، روده بزرگ و سرطان کبد، پارکینسون، آلزایمر، بیماری کروز و بیماری‌های قلبی را شامل می‌شود [۱-۴]. حتی برخی از مواد‌ی که به صورت عمده و یا در سایر میکرو، سمی نیستند، مانند طلا، نقره، و پلاتین، می‌توانند در مقیاس نانو کشنده باشند .

۱-۲ خصوصیات سطحی

وقتی سطح ماده تغییر کند، مورفولوژی، اندازه، واکنش پذیری، مساحت سطحی، بار الکتریکی و پتانسیل زتا باید در زمینه خصوصیات سمیت در نظر گرفته شوند. دو ویژگی گفته شده، یعنی بار سطحی و پتانسیل زتا، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند چراکه آنها ثبات نانوذرات در محلول را کنترل می‌کنند [۱,۳]. در سطوح پایین تر، نانوذرات تمایل به متراکم شدن به شکل یک توده بزرگتر را دارند، که به موجب آن احتمال ورود و یا آسیب به سلول‌ها، بافت‌های اطراف و اندام‌ها، کاهش می‌یابد. اگر بار و پتانسیل بالا باشند، ذرات با داشتن ظرفیت رسیدن به سیستم عصبی، مغز استخوان، غدد لنفاوی، طحال، قلب و مغز، به صورت جداگانه باقی می‌مانند. به طور کلی استرس اکسیداتیو نیز هنگامی که نانومواد وارد بدن می‌شوند، می‌تواند رخ دهد .

آزمایشات تعیین می‌کنند که آیا نانوذرات مضر هستند یا خیر. البته لازم به ذکر است که تمامی نانوذرات خطرناک نیستند. آنها به این باور هستند که در زمینه برنامه‌های کاربردی زیست پزشکی برای تحویل دارو و بیوسنسورها مورد مطالعه قرار می‌گیرند. نانولوله‌های کربنی (CNT)، که فقط ۲۰ سال از زمان کشفشان می‌گذرد، از جمله نانوموادی است که به طور گسترده‌ای شناخته و استفاده می‌شوند [۸]. آنها از این لحاظ رایج هستند که پیوندهای کربن/کربن‌شان، ساختارهای شش ضلعی [۶] را ایجاد کرده و هر اتم با سه اتم دیگر پیوند برقرار نموده و یک الکترون اضافی در هر اتم، برای تقویت پیوندها (به عنوان مثال، پیوند (SP2) آزاد می‌شود. مقاومت کششی آنها بیش از ۳۰ برابر فولاد است [۸]. زمان سپری شده از زمان کشف آنها این امکان را برای محققان فراهم کرده است که دریافت نانومواد کربنی (CBNs) سرطان زا هستند و باید با دقت با آنها رفتار شود. مخاطرات شناسایی شده با برخی دیگر از نانومواد رایج، در جدول ۱ نشان داده شده‌اند .

جدول 1: رابطه بین سایز و سمیت نانو ذرات

۱-۳ عدم وجود مقررات

هر ساله، صدها نوع جدید از محصولات نانو در اشکال، اندازه‌ها و فرم‌های گوناگونی توسط بخش خصوصی و دانشگاه‌ها در سراسر جهان تولید می‌شود. با این حال، روش‌های تولید نانومواد هنوز در بسیاری از سازمان‌های دولتی مطابق مقررات نیست، اگر چه موسسه ملی ایمنی و بهداشت حرفه‌ای (NIOSH) دستورالعمل‌های ایمنی را صادر کرده است و اقدامات نظارتی را می‌توان از اداره غذا و دارو  (FDA)، آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA)  و انستیتوی ملی بهداشت (NIH) به دست آورد [۱،۳،۱۲]. در این میان، شرکت‌هایی که قصد استفاده از نانوذرات را دارند، باید شیوه‌های خود را بر مبنای به حداکثر رساندن ایمنی کارگران و مصرف کنندگان قرار دهند. اقدامات ایمنی که شرکت‌ها می‌توانند در هنگام استفاده از فناوری نانو انجام دهند، شامل آموزش، طراحی دقیق فرایند، تجهیزات حفاظتی، کنترل محیط زیست و ردیابی چرخه عمر می‌باشند [۱،۳،۱۶]. بی شک صنعت هوا فضا ایمنی بهتری را در فناوری نانو نسبت به دیگر صنایع رقم می‌زند. چرا که با مواردی همچون کامپوزیت‌ها، پوشش‌ها، و دیگر دستگاه‌های حساس/ سنسورها سروکار دارد که نانومواد با احتمال بیشتری در آنها یافت می‌شوند.

ادامه مطلب را با دانلود فایل پیوستی مشاهده کنید.

حتما بخوانید:

⇐ ایمنی فناوری نانو در صنعت خودرو

⇐ ایمنی فناوری نانو در صنعت پزشکی زیستی

⇐ ایمنی و اصول فناوری نانو