Hvad er nanopartikel zinkoxid?
Nanopartikel-zinkoxid, ZnO, er en form for zinkoxid, hvor forbindelsen dannes til individuelle partikler helt op til 20 nanometer i diameter. De transparente partikler, der effektivt filtrerer ultraviolet-a (UVA) og ultraviolet-b (UVB) lys, overtrækkes derefter med inert silicium- eller aluminiumoxidlag og har tendens til at klumpe sig sammen i grupper med en diameter på 200 til 500 nanometer. Til sammenligning er den gennemsnitlige diameter på en menneskelig rød blodlegeme 100 nanometer. De vigtigste anvendelser af zinkoxid i denne form inkluderer som et blokeringsmiddel for skadelig solstråling i zinkoxidlotion og som en antibakteriel og fungistatisk forbindelse tilsat transparente overtræk som lak til træoverflader. Andre anvendelser til nanopartikel-zinkoxid inkluderer som en beskyttende ultraviolet (UV) lyscoating på plastfilm til vinduer og briller, eller i tekstilstoffer fremstillet af syntetiske polymerer.
En af de tidligste og mest kontroversielle anvendelser til zanoxid af nanopartikler er som UV-blokerende middel i solcreme-lotioner. Den unikke størrelse på partiklerne i zinkoxid-sunblock og ikke den kemiske natur af selve forbindelsen er det, der udgør en risiko for menneskers sundhed. Dette skyldes, at nanopartikler i så lille målestok har et meget større overfladeareal sammenlignet med deres nettomasse, hvilket kan gøre dem stærkt reaktive stoffer. Partiklenes minutstørrelse gør det muligt for dem at passere blod-hjerne-barrieren, hvor de i studier af laboratoriedyr har vist sig at dræbe formative neurale stamceller (NSC'er). Disse celler er ansvarlige for regenerering af humane neuroner i hjernen, og deres ødelæggelse kan føre til eventuelle degenerative hjerneforstyrrelser.
Forskningen i faren for nanopartikler af zinkoxid, der findes i nogle fødevarer såvel som i mange zinkoxidprodukter, der bruges til hudpleje, er stadig i de tidlige stadier. Nogle undersøgelser antyder, at partikler over 30 nanometer i størrelse ikke udgør nogen signifikant øget risiko for helbredet, mens anden forskning har fundet ud af, at hele størrelsen af størrelser for nanopartikel-zinkoxid udgør farer. De produkter, hvori de oftest anvendes, såsom zinkoxidgelatine eller salver, er beregnet til at blive påført overfladen af huden. Partikler over 30 nanometer kan ikke passere i dybere niveauer af væv, men hvis de indtages, udgør de risici for blod, lungevæv og hjerne. Da mange industrielle præparater af zinkoxid med nanopartikler er i form af et tørt hvidt pulver, er den største risiko ved disse stoffer tilfældig indånding.
Kommerciel fremstilling af nanopartikel-zinkoxid kan udføres på en måde, så der ikke forekommer agglomerering, og de individuelle partikler forbliver adskilte fra hinanden. Dette giver dem begge øget alsidighed, hvor de kan påføres i tynde lag på overfladen af stoffer eller andre materialer, og øgede risici ved indtagelse eller indånding af mennesker. Overfladebelægningen på partiklerne kan også fremstilles til at være enten hydrofobe eller hydrofile afhængigt af deres specifikke behov, og de kan konsekvent fremstilles i en diameter på 20, 40 eller 60 nanometer. Deres anvendelse til en lang række fremstillingsprocesser, hvor antikorrosion, anti-bakteriel og katalytisk virkning ønskes fortsætter med at gøre dem til et fokus i industrien fra 2011.