Nanopartikler, vedlegg 1; inndeling av tekniske partikler

Dette er noen eksempler på tekniske nanopartikler og dette er hentet og oversatt fra det danske arbeidsinstituttets nettsider (Gruppen for Nanotoksikologi og Arbejdsmiljø).

Metalliske og keramiske nanopartikler

Metalliske og keramiske nanopartikler er nok den gruppen av nanopartikler, som har vært brukt lengst. De metalliske nanopartikler består av enkeltmetaller, mens de keramiske nanopartikler omfatter metal-oxider, silikater, carbid osv. Eksempler på mye brukte metaloxider er SiO2, TiO2, ZnO, Al2O3, Fe2O3, mens leirmineralet montmorillonit (Ca0.5,Na)0.7(Al,Mg)4[(Si,Al)8O20].nH2O] er et eksempel på et nanosilikat. De kan ha en lang rekke egenskaper, katalyserende, elektriske, magnetiske eller optiske. Meget små metalliske nanopartikler kan også klassifiseres som kvanteprikker.

Eksempler på anvendelse: pigment (TiO2, ZnO, Fe2O3), solcreme (TiO2), magnetiske lagringsbånd (Fe2O3), fillers, coatings, katalysatorer.

Fullerener

Fullerener er kanskje den mest kjente gruppen av nanopartikler og dekker hule karbonmolekyler – kuler og rør bygget av pentagoner (femkantede) og hexagone (sekskantede) enheter av karbonatomer. Den første beskrevne fulleren var ”fotballmolekylet” eller buckminsterfullerene C-60, navngitt etter arkitekten Buckminster Fullers. Siden oppdagelsen av C60 i 1985, har man klart å fremstille større kulekomplekser (f.eks. C-70, C-76, C-78 og C-84) og lukkede rør bygget over fullerene-strukturen. I tillegg til karbonfullerenene har man senere lyktes å lage tilsvarende strukturer med andre elementer; f.eks. nitrogen. Dessuten har videreutvikling resultert i kjerneskall strukturer med fullerener i midten, kalt nano-onions, og fullerene nanorør med C60, mindre tubes fullerener eller nanotråder av metaller plasert i midten. Disse mere eksotiske strukturer kan få stor betydning innenfor fotonisk teknologi.

Eksempler på anvendelse: katalysatorer, pyrolyse, fillers i f.eks. dekk og bygningsmaterialer og andre tekniske materialer, smøremidler, solceller, røntgendetektorer, elektrolytiske membraner og protonutvekslings-membraner i brendselsceller, drug delivery samt HIV og nervemedisin.

Nanorør

Nanorør (Nanotubes) er en gruppe av rørformede lange strukturer med lengde-bredde forhold på mellom 100 og 10 000. De mest velkente nanorør er carbon nanotubes (CNT), som er ulike varianter av fullerene strukturen. Nanotubes kan dog fremstilles av flere forskjellige stoffer. – F.eks. diverse uorganiske sammensetninger, bohr-nitrid, cycliske peptider og proteiner. Nanotubes er tilgjengelige i mange forskjellige fysiske varianter: lange, korte, enkeltveggede (SWNT), multiveggede (MWNT), åpne, lukkede, spiralformede osv. Blant disse er karbonbaserte nanotubes de mest omtalte og potentsielt anvendelige nanoteknologiske byggestener. De har mere enn 100 ganger høyere trekkstyrke enn stål, de er bedre termiske ledere enn diamant og har en elektrisk ledningsevne på nivå med kobber. Den teoretiske minste diameter for SWNT er 0,4 nm, men den typiske diameter er 1,2 nm. Multiveggede CNT er tykkere med diametre på ca. 10 nm for 8-15 veggede MWNT.

Eksempler på anvendelse: forbedrede nanoskala analyseteknikker i atomic force mikroskopi, hydrogen og gasslagring i brendselsceller, kjemiske sensorer, biosensorer, elektronikk, belysningsteknologi, komponent i sterke kompositmaterialer, filler i tekniske materialer og byggematerialer, supersterke kabler, lette karrosserideler til biler, fly og romfartøyer samt tekstiler.

Nanofibre

Nanofibre er allerede i storskalaproduksjon i USA og Østen. Karbon nanofibre kan enten være hule eller massive. De har typisk en lengde på noen få mikrometer og tykkelser fra 10 til 200 nm. Karbon nanofibre adskiller seg fra karbon nanotubes ved ikke å ha en gjennomgående ordnet fullerene atomstruktur. De består av en blanding av uordnede grafitiske og amorfe regioner blandet med områder med fullerene-struktur. P.g.a. deres manglende penetrative ordnede fullerenestruktur, er karbon nanofibres tensile styrke vesentlig lavere enn den for karbon nanotubes. De er dog sterkere enn stål og har en rekke anvendelsesmuligheter. Andre typer nanofibre kan bestå av cellulose polymerer eller polyurethan, som f.eks. kan anvendes til drug delivery.

Eksempler på anvendelse: medisinske formål - drug delivery, filler i tekniske materialer og byggematerialer, supersterke kabler, lette karrosserideler til biler, fly og romfart samt tekstiler

Nanokapsler

Nanokapsler er definert som en nanopartikel, som består av et skall og et hulrum. I hulrummet kan man plassere en ønsket substans. Nanokapsler bestod tidligere mest av organiske stoffer - fosforlipider (samme stof som cellevegger består av) og liposomer (fettvev), men kan nå også i stigende grad fremstilles av syntetiske polymerer. De substanser, som virus pakker inn sine nukleide syrer med er, ofte gode modeller for medicinske nanokapsler. Andre typer består af olie-vandholdige kapsler, som ofte coates med proteiner, polymerer mm. for å øke holdbarheten. Nanokapsler har vært produsert i mange år til medisinske formål.

Eksempler på anvendelse: medisinske formål – drug delivery.

Dendrimerer

Dendrimerer beskriver en gruppe store komplekse molekyler med veldefinerte kjemiske strukturer. Dendrimerer er nesten perfekte makromolekyler med fast ordnet og sterkt forgrenet tredimensjonell struktur. De består av en kjerne, greiner og endegrupper bygget nesten som et tre. Endegruppene er kjemisk aktive punkter i strukturen der dendrimeren forgreiner seg for hvert ”vekst-lag” under produktionen. Mindre perfekte dendrimerer kalles hyperforgreinede strukturer (hyperbranched structures). Hyperforgreinede strukturer er ikke vekstkontrollert så presist som i dendrimerer.

Eksempler på anvendelse: sensorer, katalysatorer, medisinske formål - drug delivery, biokjemiske nanomaskiner, tynnfilm, membraner, hydrofile/hydrofobe belegg, organisk skabelon-materiale til f.eks. nanoporøse strukturer.

Kvanteprikker

Kvanteprikker (quantum dots) kalles også noen ganger kunstige atomer. Kvanteprikker er normalt uorganiske nanokrystaller med spesielle fluorescerende, magnetiske eller elektriske egenskaper. Inntil videre finnes det primært to typer kvanteprikker på markedet; kjerneprikker (core dots) eller kjerneskallprikker (core-shell dots). Kjernekvanteprikkene består av f.eks. CdSe og PbSe, mens CdSe/ZnS, CdTe/CdS, HgSe/Fe og InAs/GaAs er eksempler på kjerneskallkvanteprikkene. Skråstreken adskiller sammensetningen av kjerne og skall. Det er mulig å lage kvanteprikker av de fleste halvledermaterialer og rene metaller (f.eks. Au, Ag, Ni, og Co). Kvanterør og kvantetråder er under utvikling.

Eksempler på anvendelse: medisinsk og biologisk bildeanalyse, energikonvertering i solceller, halvlederteknologi, katalysatorer, magnetisk hukommelse, computerteknologi.


På grunn av kunnskapsendring, manglende konsensus blant faglige autoriteter, individuelle forhold i hver enkelt konsultasjon og mulighet for menneskelig feil, kan NHI ikke garantere at alle opplysninger i NEL er korrekte og fullstendige i alle henseender.