Mentre le nanotecnologie si sviluppano e producono decine di prodotti contenenti materiali nanostrutturati che sono già disponibili sul mercato, lo studio delle proprietà esclusive di questa categoria di materiali rimane lacunosa e ancora meno studiate sono le proprietà che danno genesi ad effetti di tossicità verso l’uomo, gli animali o l’ambiente. Proprio mentre aumenta la domanda sociale di consapevolezza riguardo al ciclo di vita dei prodotti, il settore dei nanomateriali fornisce informazioni insufficienti e lo sviluppo di queste tecnologie rischia di essere rallentato dalla diffidenza del mercato. Per garantire il progresso è necessario bilanciare l’avanzamento tecnologico e la conoscenza tossicologica dei materiali sviluppati. Al giorno d’oggi, quando si esegue un progetto di sviluppo di un nanomateriale inedito, si ha come principale attenzione la funzionalità che questo dovrà ottemperare. È necessario che questi studi siano affiancati da valutazioni di tipo ecologico e tossicologico dei materiali sviluppati: il miglior materiale in termini di efficienza deve rispettare anche le cosiddette esigenze EHS, ossia rispettare ambiente, salute e sicurezza (con particolare riguardo ai problemi di produzione). Infine, per essere pienamente sostenibili, i nuovi prodotti devono essere anche economicamente sostenibili, ovvero non rinunciare ai vantaggi delle nanotecnologie con strategie di riduzione del rischio che rendano i prodotti meno competitivi perché gravosi economicamente o legati all’impiego di risorse limitate. Per avvicinarsi a queste necessità, la strategia proposta in questo lavoro si fonda sullo sviluppo di produzioni progettate per essere sicure: concentrando le attenzioni sulla produzione del materiale nanostrutturato in modo che sia esso stesso in grado di limitare la propria pericolosità, si consente al nanomateriale di inserirsi in qualsiasi processo produttivo senza preoccupazioni circa il rischio. Per i materiali tradizionali questa pressione allo studio delle pericolosità intrinseche non è avvertito poiché sono materiali conosciuti all’uomo da tempo, molti nanomateriali invece vengono specificatamente ingegnerizzati per intensificare le proprietà desiderate, questo significa che sono totalmente nuovi all’uomo e non esistono osservazioni a medio-lungo termine del loro comportamento. Se si dovesse studiare il comportamento di un nuovo materiale si potrebbe svolgere uno studio sperimentale approfondito del suo comportamento, la particolarità dei nanomateriali però è che a seguito di piccole fluttuazioni di una variabile (ad esempio il diametro di una nanopolvere) consegue una grande variazione del comportamento. In altre parole è necessario considerare per la stessa sostanza infiniti diversi materiali per ogni diversa combinazione delle possibili variabili. In laboratorio non è possibile effettuare uno studio sistematico e completo, è necessario sfruttare nuove tecniche di simulazione che tengano in considerazione le variabili in gioco e controllino il comportamento simulato dei materiali confrontandolo con poche prove sperimentali mirate e molto ben caratterizzate. I modelli matematici estrapolati da queste simulazioni devono poi essere integrati con ulteriori aggiornamenti del comportamento dei nanomateriali indotti dalle condizioni ambientali. Lo stesso materiale potrebbe risultare innocuo o pericoloso in funzione di variabili ambientali. Queste simulazioni hanno quindi molteplici finalità: completare la conoscenza dei nanomateriali, indicare quali tecniche di ingegnerizzazione rispondono meglio alla riduzione dei rischi, prevedere la pericolosità di un prodotto nanotecnologico e fornire alla collettività uno strumento con cui decidere se consentire o bandire l’impiego delle sostanze.

Comprensione dei meccanismi che governano effetti potenzialmente negativi dei nanomateriali nei confronti dei sistemi biologici / Viale, Luca. - (2017 Nov 24).

Comprensione dei meccanismi che governano effetti potenzialmente negativi dei nanomateriali nei confronti dei sistemi biologici

VIALE, LUCA
2017-11-24

Abstract

Mentre le nanotecnologie si sviluppano e producono decine di prodotti contenenti materiali nanostrutturati che sono già disponibili sul mercato, lo studio delle proprietà esclusive di questa categoria di materiali rimane lacunosa e ancora meno studiate sono le proprietà che danno genesi ad effetti di tossicità verso l’uomo, gli animali o l’ambiente. Proprio mentre aumenta la domanda sociale di consapevolezza riguardo al ciclo di vita dei prodotti, il settore dei nanomateriali fornisce informazioni insufficienti e lo sviluppo di queste tecnologie rischia di essere rallentato dalla diffidenza del mercato. Per garantire il progresso è necessario bilanciare l’avanzamento tecnologico e la conoscenza tossicologica dei materiali sviluppati. Al giorno d’oggi, quando si esegue un progetto di sviluppo di un nanomateriale inedito, si ha come principale attenzione la funzionalità che questo dovrà ottemperare. È necessario che questi studi siano affiancati da valutazioni di tipo ecologico e tossicologico dei materiali sviluppati: il miglior materiale in termini di efficienza deve rispettare anche le cosiddette esigenze EHS, ossia rispettare ambiente, salute e sicurezza (con particolare riguardo ai problemi di produzione). Infine, per essere pienamente sostenibili, i nuovi prodotti devono essere anche economicamente sostenibili, ovvero non rinunciare ai vantaggi delle nanotecnologie con strategie di riduzione del rischio che rendano i prodotti meno competitivi perché gravosi economicamente o legati all’impiego di risorse limitate. Per avvicinarsi a queste necessità, la strategia proposta in questo lavoro si fonda sullo sviluppo di produzioni progettate per essere sicure: concentrando le attenzioni sulla produzione del materiale nanostrutturato in modo che sia esso stesso in grado di limitare la propria pericolosità, si consente al nanomateriale di inserirsi in qualsiasi processo produttivo senza preoccupazioni circa il rischio. Per i materiali tradizionali questa pressione allo studio delle pericolosità intrinseche non è avvertito poiché sono materiali conosciuti all’uomo da tempo, molti nanomateriali invece vengono specificatamente ingegnerizzati per intensificare le proprietà desiderate, questo significa che sono totalmente nuovi all’uomo e non esistono osservazioni a medio-lungo termine del loro comportamento. Se si dovesse studiare il comportamento di un nuovo materiale si potrebbe svolgere uno studio sperimentale approfondito del suo comportamento, la particolarità dei nanomateriali però è che a seguito di piccole fluttuazioni di una variabile (ad esempio il diametro di una nanopolvere) consegue una grande variazione del comportamento. In altre parole è necessario considerare per la stessa sostanza infiniti diversi materiali per ogni diversa combinazione delle possibili variabili. In laboratorio non è possibile effettuare uno studio sistematico e completo, è necessario sfruttare nuove tecniche di simulazione che tengano in considerazione le variabili in gioco e controllino il comportamento simulato dei materiali confrontandolo con poche prove sperimentali mirate e molto ben caratterizzate. I modelli matematici estrapolati da queste simulazioni devono poi essere integrati con ulteriori aggiornamenti del comportamento dei nanomateriali indotti dalle condizioni ambientali. Lo stesso materiale potrebbe risultare innocuo o pericoloso in funzione di variabili ambientali. Queste simulazioni hanno quindi molteplici finalità: completare la conoscenza dei nanomateriali, indicare quali tecniche di ingegnerizzazione rispondono meglio alla riduzione dei rischi, prevedere la pericolosità di un prodotto nanotecnologico e fornire alla collettività uno strumento con cui decidere se consentire o bandire l’impiego delle sostanze.
24-nov-2017
PRICL, SABRINA
29
2015/2016
Settore ING-IND/24 - Principi di Ingegneria Chimica
Università degli Studi di Trieste
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