Nano-partícula

Uma nanopartícula é de acordo com o padrão ISO TS / 27687 um objeto nano cujas três dimensões são dimensionadas nanoescala , ou seja, uma partícula cujo diâmetro nominal é inferior a 100  nm aproximadamente. Outras definições evocam um conjunto de átomos dos quais pelo menos uma das dimensões está localizada na escala nanométrica (que corresponde ao "nanoobjeto" conforme definido pelo referido padrão ISO) ou insistem em suas novas propriedades (devido ao quantum confinamento e sua área de superfície ) que aparecem apenas para tamanhos inferiores a cem nanômetros.

Nanopartículas (naturais ou artificiais) circulam no meio ambiente , principalmente através do ar e da água (principalmente águas residuais ). Alguns podem causar problemas inflamatórios pulmonares mais agudos do que PM10 e PM2.5 e são fortemente suspeitos de terem efeitos negativos no meio ambiente e na saúde quando inalados ou entrando no corpo através da pele, água ou alimentos; "Estudos toxicológicos demonstram claramente que o tamanho muito pequeno das nanopartículas é um elemento-chave em termos de toxicidade, especialmente em termos de partículas insolúveis ou pouco solúveis [...] propriedades de superfície, a capacidade de induzir radicais livres ou de liberar certos íons também pode substancialmente influenciar a toxicidade. Vários efeitos pulmonares foram documentados, incluindo a capacidade de certas nanopartículas de induzir granulomas pulmonares. Os dados atualmente disponíveis também parecem indicar que a absorção pela pele é relativamente limitada ” (fonte: Ostiguy et al. ,Fevereiro de 2006)

Para os aspectos  de “ poluição do ar ”  desse assunto, consulte o artigo sobre PMO.1 intitulado Partícula ultrafina .

Elementos definidores

Uma nanopartícula tem "um diâmetro pequeno o suficiente para que as propriedades físicas e químicas sejam mensurávelmente diferentes das dos materiais a granel" .

Para a Royal Academy of Engineering (2004), “ nanociência é o estudo de fenômenos e a manipulação de materiais em escalas atômicas, moleculares e macromoleculares onde as propriedades diferem significativamente daquelas em uma escala maior” .

Nanopartículas / nanobjetos também podem ser classificados de acordo com seu tamanho em cada uma das três dimensões:

• os fulerenos , partículas,  etc. têm suas três dimensões no domínio nanométrico (ponto);
• os nanotubos , dendrímeros , nanofios , fibras e fibrilas têm duas dimensões nanométricas (linha);
• filmes finos têm apenas uma dimensão nanométrica (plano).

Escalas de tamanho

Do ponto de vista dimensional, as nanopartículas / nanobjetos situam-se entre a chamada matéria macroscópica e a escala atômica ou molecular. Seu tamanho é, portanto, muito menor do que o de uma célula humana.

Questões econômicas e éticas, riscos para a saúde e ambientais

A rápida difusão e comercialização das nanopartículas suscita grandes esperanças econômicas e técnicas, mas também novas questões sobre os riscos emergentes para a segurança, saúde e meio ambiente, em um contexto de conhecimento científico ainda muito incompleto.

Como alteragênicas físicas ou químicas, são potenciais poluentes de todos os ambientes (ar e água, mas também solo e teia alimentar , via bioacumulação ), sejam sozinhos, em grupos ou em sinergia com outros poluentes. Freqüentemente, são muito mais tóxicos e ecotóxicos do que suas contrapartes maiores. E eles penetram facilmente em organismos microbianos, fúngicos, vegetais e animais. Certas nanopartículas, em contato com o ar, também são fonte de riscos de incêndio ou explosão .

Devido às novas características (características-físico-químicos química ligados ao seu tamanho, área superficial específica , superfície de troca , ponto zero carga, potencial zeta,  etc. ), os modelos utilizados para partículas e micropartículas não funcionam mais.

Porém, em 2009, de acordo com o Projeto NanoTech , 1.015 produtos de consumo diário já continham nanopartículas, contra 54 em 2005 (+ 1.000% em quatro anos), com uma produção mundial de vários milhões de toneladas de nanopartículas e ecotoxicidade ainda quase desconhecida. Eles já são encontrados em águas residuais.

O uso de nanopartículas ( por exemplo, de óxido de cério ) em humanos ou animais como meio de limitar a permeabilidade do intestino a alguns radionuclídeos , ou a própria "  nanorremediação  ", que desenvolve a América do Norte, usa altas doses de NP para limpar os solos.

Em alguns casos, eles são introduzidos deliberadamente no corpo humano ( contraste com o exemplo da nanopartícula de óxido de ferro (óxido de ferro superparamagnético ultra-pequeno), aprovado pelo FDA).

A pesquisa está começando a abordar essas questões.

• Gottschalk et al. (2009) modelaram a contaminação potencial de águas e solos europeus (até 0,003 ng / L para fulerenos e 21 ng / l para NP-TiO 2 em águas superficiais). O solo, preocupantemente, também pode acumular NP (89 μg / kg em NP-TiO 2 por ano por volta de 2008/2009, sabendo que este modelo leva em consideração apenas o desgaste e a reciclagem clássica de nanoprodutos, e não liberações acidentais ou deliberadas de NP no meio ambiente).
• Em águas doces e in vitro , seguindo complexos processos físico-químicos, as nanopartículas podem se agregar e se estabelecer.
  A toxicidade da nanoprata prova para o peixe - zebra embrionário e demonstrou que a nanopartícula de dióxido de titânio pode interferir com as algas, aumentando sua capacidade de absorver o cádmio tóxico. Os efeitos genotóxicos e citotóxicos das nanopartículas de prata foram demonstrados para células de uma espécie modelo de peixe (considerada representativa dos riscos genotóxicos para muitas espécies, incluindo grandes mamíferos, como baleias), com base em estudos in vitro em linhagens de células de peixes ( Oryzias latipes ) expostas a nanoesferas de prata de 30  nm de diâmetro (que em particular induziam aberrações cromossômicas e aneuploidias .
• Os impactos no ecossistema do solo (inclusive na biomassa de bactérias e minhocas ) e a possível utilização dessa microfauna para remediação do solo são mencionados pelo CEA e o ademe em 2010, que relatam os avanços possibilitados por Cornelis e sua equipe que desenvolveu um método para determinar a retenção / mobilidade de nanopartículas de óxido de prata (NP-Ag) e de cério (IV) (NP-CeO 2 , um aditivo tóxico comum dos combustíveis diesel) em solos, que permitirá avaliar melhor os riscos de recontaminação do ar e contaminação da água, e para melhor avaliar sua biodisponibilidade para organismos vivos (micróbios, fungos, plantas e animais).
  No solo, também foi demonstrado que as nanopartículas podem interferir na micorização , ao facilitar a bioacumulação do césio radioativo , o que poderia ser útil para a descontaminação de um solo, com o risco - em um ambiente descontrolado - de facilitar as transferências de radionuclídeos nos alimentos corrente .
  Efeitos sobre a microbiota são demonstrados para nanoprata no solo.
• Estando presentes nas águas residuais, as nanopartículas acumulam-se nos sedimentos, onde foi demonstrado que são capazes de penetrar e afetar bactérias , algas , invertebrados e outros animais escavadores e / ou filtrantes que vivem no lodo ( poliquetas em particular.
• Fang X. estudou a toxicidade de três nanopartículas (ZnO, CeO 2 e TiO 2 ) em uma bactéria Nitrosomonas europeae , comumente presente no solo, mostrando que todas as bactérias expostas são menores do que o normal, e que essa diminuição no tamanho varia (não -linearmente) com o tamanho e a forma das nanopartículas. As bactérias expostas ao NP-TiO 2 tornam - se distorcidas e apresentam cavidades anormais dentro delas, embora os NPs pareçam ser mal absorvidos pelo corpo e muito pouco NP seja adsorvido à sua superfície. Nanopartículas de ZnO deformam menos as bactérias, mas danificam mais seu envelope. O CeO 2 nanoparticulado não pareceu danificar os tecidos externos, mas causou o aparecimento de vazios intracelulares quando foi adsorvido nas paredes. NP-ZnO é absorvido por Nitrosomonas europeae e a dissolução do ZnO nanoparticulado em Zn 2+ poderia explicar a toxicidade dessas nanopartículas.
• Surgiram dados em 2010 sobre a bioacumulação e os impactos de diferentes tamanhos (10 a 20 nm de diâmetro) de nanopartículas para duas moléculas (TiO 2 e ZnO, amplamente utilizadas em filtros solares e produtos de autolimpeza) em uma minhoca. ( Eisenia fetida ), em dose relativamente "alta" (exposição a 5  g de nanopartículas por kg de solo, por sete dias, taxas possíveis em caso de acidente ou contribuições voluntárias). NP-ZnO mostrou ser mais tóxico e bioacumulativo para minhocas do que NP-TiO 2 , e sua toxicidade só foi estudada em altas doses que serão, a priori, raras na natureza. Outros estudos enfocaram essa mesma linha.
  As nanopartículas podem ser bioacumuladas pelo peixe-zebra depois de terem sido bioacumuladas por presas como as dáfnias .
• Nanopartículas de ferro (ferro zero valente (ZVI), sulfeto de ferro (FeS) e magnetita (Fe 3 O 4) pode facilitar a inertização do arsênio nos solos, mas a toxicidade dessas partículas para o ecossistema e para os humanos não foi estudada, e a eficiência das nanopartículas não foi comparada com a das micropartículas.
• Possíveis efeitos em plantas cultivadas são detectados (2012); enquanto o efeito da bioacumulação de metais “normais” já é considerado preocupante para a segurança alimentar ou mesmo para a saúde das plantas cultivadas (incluindo a própria soja), era desconhecido até 2012 para as formas nanoparticuladas desses mesmos metais. O efeito de duas nanopartículas já ampla e massivamente difundidas no meio ambiente ( óxido de zinco muito comum em produtos cosméticos, e dióxido de cério maciçamente emitido por conversores catalíticos ) foi estudado por um consórcio científico internacional, em estufa e em atmosfera controlada, em ambiente planta, soja . De acordo com os primeiros resultados (publicados em 2012), a exposição a uma ou outra dessas nanopartículas afeta as plantas de soja e a fertilidade do solo.
• A exposição ao nano-zinco não tem efeito limite para o óxido de zinco. Isso, mesmo em doses muito baixas, aumenta ligeiramente o crescimento da planta. Mas é bioacumulado em suas partes comestíveis (folhas, sementes assim “contaminadas”).
• Ao contrário, o dióxido de cério inibe o crescimento da soja. Isso diminui o rendimento da colheita. Em vez disso, é fixado na raiz e reduz a absorção de nitrogênio do solo (contribuindo assim para sua eutrofização , especialmente porque esta redução incentiva o agricultor a aumentar seus fertilizantes de nitrogênio para manter os rendimentos agrícolas). Também interage com bactérias do solo, algumas das quais vivem em simbiose com leguminosas.
  Não se sabe se nessas doses, as nanopartículas acumuladas nas sementes e folhas podem afetar a saúde humana ou de animais domésticos (que com lavouras sem solo e piscicultura consomem cada vez mais a soja).
  O acúmulo de nanopartículas pode ser tornado visível por técnicas de fluorescência de raios-X, inclusive para zinco e cobre.

Genotoxicidade

Sem surpresa, moléculas tóxicas e genotóxicas em “macro” doses também podem ser genotóxicas na forma nanomolecular ( por exemplo: cromo (VI) ), mas a genotoxicidade da maioria das nanopartículas deve ser especificamente re-estudada.

É testado in vitro ou em modelo animal (rato, etc.), e também em plantas e às vezes em humanos, mas é difícil de avaliar com testes convencionais e resultados contraditórios são fornecidos para exposições curtas.

Certas nanopartículas (Au ou TiO 2, por exemplo) são suspeitas de serem capazes de danificar o DNA, embora ainda não se saiba se esse efeito é devido ao estresse oxidativo ou a outras causas. A localização nuclear de nanopartículas de ouro foi demonstrada com um microscópio eletrônico de transmissão  ; links com certos tipos de câncer são possíveis.

A questão dos efeitos sinérgicos também começa a ser explorada, por exemplo, para a exposição simultânea ao DDT e ao titânio nanoparticulado, ou à exposição ao UV simultaneamente às nanopartículas presentes na água.

Para aspectos de poluição do ar, consulte o artigo Partícula ultrafina (PM0.1).

Pesquisa

Na pesquisa fundamental e / ou aplicada, o interesse pelas escalas nanométricas é antigo (como mostra o questionamento sobre o tamanho mínimo dos objetos dos antigos gregos que deu origem à palavra moderna átomo ). Esta é a XX th  século e especialmente desde os anos 1990 que os físicos e químicos têm realmente descobriu, sintetizados e nanopartículas estudados, buscando entender e controlar as suas estruturas e propriedades.

Os biólogos ou bioquímicos os utilizam como marcadores celulares, vacina de partícula , suporte para marcadores fluorescentes ,  etc.

O acoplamento indutivo de espectroscopia de massa de plasma de partículas individuais (SP ICP-MS) é um método em desenvolvimento para caracterizar nanopartículas: é usado para a detecção e quantificação de nanopartículas em amostras ambientais, para avaliar sua migração em um material, para avaliar o tamanho de nanopartículas, bem como sua distribuição em um meio e para determinar sua estabilidade em um meio. SP ICP-MS é uma opção viável visto que oferece um limite de detecção muito baixo, permitindo a detecção de partículas da ordem de ng / L , com massa da ordem de dez attogramas e tamanho de 2  nm . Este método precisa ser acoplado a uma caracterização físico-química.

Usos

As propriedades particulares das nanopartículas são de interesse para a indústria ( nanotecnologias ) que já as incluiu na composição de vários produtos de saúde e beleza ( protetores solares , cosméticos ), na indústria da construção (revestimentos exteriores, tintas e vernizes). Mobiliário) e muitos outros setores (por exemplo, catalisadores de combustível, filmes e filmes para imagens, eletrônica e TI, agricultura,  etc. ).

É possível combinar várias moléculas com propriedades diferentes para produzir uma nanopartícula polifuncional, por exemplo, tendo propriedades:

• óptico ( fósforo que emite uma resposta colorida após a iluminação por raios X, UV ou um campo elétrico) com possíveis aplicações em iluminação, monitores, pigmentos ou objetos fosforescentes, detecção de raios-X , marcação anti-falsificação, marcadores médicos ou outros, detecção de reações celulares in vivo e in vitro , etc. ;
• magnético , por exemplo, enxertando um átomo de gadolínio , tornando a partícula detectável em imagens médicas de MRI;
• radioativo , para produzir traçadores para imagens médicas (cintilografia);
• antibiótico ( nanoprata diretamente tóxico para as bactérias);
• anticâncer (nanopartículas de ouro associadas a uma molécula anticâncer, desde que a toxicidade celular da nanopartícula de ouro seja controlada);
• neutrófagos (enxertando um elemento capaz de absorver ou destruir nêutrons, como átomos de cádmio e boro).

Novas propriedades

As propriedades da matéria mudam muito quando o tamanho dos objetos se aproxima de um nanômetro. Isso se deve em parte ao fato de que a superfície de um material desempenha um papel cada vez mais importante em suas propriedades físicas à medida que seu tamanho diminui, enquanto o número de átomos pertencentes à superfície é insignificante no caso de um material macroscópico. Por outro lado, para um objeto nanométrico, a fração de átomos pertencentes à superfície está longe de ser desprezível. Entre outros, pode-se notar que:

• o ponto de fusão de uma substância pura de tamanho macroscópico é idêntico à sua temperatura de solidificação ( 0  ° C para água, por exemplo). Para uma nanopartícula, isso não é mais verdade e o material exibe uma histerese centrada em torno da temperatura de transição de fase do corpo macroscópico puro, essa histerese depende do tamanho da nanopartícula;
• a dureza e durabilidade de um material macroscópico não são as mesmas do material nanométrico; geralmente é muito mais alto;
• a dinâmica da interação entre os elétrons de uma nanopartícula e os modos de vibração de sua rede cristalina ( fônons ) depende drasticamente do tamanho da nanopartícula.

Toxicologia, ecotoxicologia

Os impactos à saúde ( toxicológicos e ecotoxicológicos ) das nanopartículas, sejam de origem natural ou antropogênica, ainda são muito mal compreendidos, no entanto, são considerados significativos, pois se essas partículas têm uma massa extremamente baixa, sua superfície de reação é proporcionalmente maior (por unidade de peso). Seu impacto provavelmente varia de acordo com seu tamanho, seu caráter higrofílico , lipofílico , sua ionização ou carga elétrica , sua tendência a aglutinar ou não, podendo ou não favorecer sua passagem por barreiras biológicas ( celular , pele , mucosas , pulmão , intestino. , barreira hematoencefálica , placenta ,  etc. ). Por exemplo, em humanos experimentalmente expostos a tecnécio radioativo (fácil de seguir), este tecnécio foi encontrado rapidamente disperso no sangue , tecido cardíaco e fígado , com rápida eliminação renal, mas os resultados diferem entre os estudos., E esta área permanece muito precária explorado.

Experimentos com animais e exposição in vitro de culturas de células humanas mostraram que as nanopartículas foram facilmente fagocitadas pelas células ( particularmente as células brônquicas ). Para escapar pelo modelo animal , estudos já foram feitos em humanos, inclusive expondo pessoas em sala fechada com vapores de diesel (Estados Unidos, Reino Unido, Suécia). Os dados ainda são limitados e não permitem um monitoramento epidemiológico ou ecoepidemiológico detalhado .

Nanopartículas fagocitadas por uma célula podem interagir com as membranas plasmáticas e organelas celulares, especialmente porque algumas dessas partículas são catalisadores . Eles podem iniciar a produção de espécies reativas de oxigênio (associadas ao estresse oxidativo envolvendo radicais livres e seus "  efeitos em cascata  ").

Vários estudos mostraram efeitos de curto prazo (por exemplo, asma e respostas inflamatórias pulmonares, possivelmente crônicas) de UFPs, mas os efeitos de longo prazo também são fortemente suspeitos.

Os humanos e outras espécies vivas estão particularmente expostos a nanopartículas tendo como fonte fenômenos de desgaste mecânico (sistemas de travagem e desgaste de pneus, por exemplo) e combustão (combustão doméstica, incineração , tubos de escape , incluindo conversores catalíticos , centrais térmicas , certas produções industriais  etc. ).

Estudos têm demonstrado (inclusive em humanos) que grande parte das nanopartículas inaladas atinge diretamente os alvéolos pulmonares, de onde podem passar para as células ou para o sangue. O cabelo nasal, o muco e o transporte mucociliar removem apenas partículas grosseiras . PUFs ( partículas ultrafinas ) são eliminados apenas por macrófagos alveolares.

Em particular, as partículas ultrafinas associadas a "um aumento na mortalidade devido à sua deposição nos pulmões, cérebro e sistema circulatório" são produzidas pela combustão de madeira ou outros combustíveis e combustíveis ( óleo combustível , gasolina , motores a diesel ),  etc. E ainda pela combustão do gás natural (caso não produza fuligem de 10 e 100  nm , estudo da Universidade Federico II de Nápoles (Itália), um queimador de gás de caldeira ou produto de fogão a gás partículas de 1 a 10 nanômetros (nm ) de diâmetro). Em uma caldeira de condensação , sua taxa é baixa (0,1 miligrama por metro cúbico normo ou mg / Nm 3 ) como resultado de sua oxidação otimizada na zona da chama, mas um queimador de fogão a gás gera taxas de partículas muito mais altas. Nm 3 ) bem como uma "quantidade significativa" de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos que talvez pudessem interagir com essas nanopartículas.

Limiares e legislação

A maioria dos países não tem tido tempo para emitir padrões para exposição a nanopartículas, embora sua produção industrial já tenha começado ( e a poluição automotiva continue sendo uma fonte importante ).

Na Europa ,
em 2009, os Estados geralmente se limitam - na melhor das hipóteses - a monitorar PM 2,5 (inclusive na Europa, de acordo com as recomendações de uma diretiva ), Enquanto PM 1 são aqueles que provavelmente 'serão mais bem absorvidos por organismos vivos.

Em meados de 2008, na sequência de uma primeira avaliação do Plano de Ação Europeu para o Ambiente e Saúde 2004-2010 - o Parlamento Europeu lamentou que as nanopartículas escapassem ao regulamento European Reach (porque este último incluía limites de tonelagem de produção anual que os laboratórios e indústrias que produzem nanopartículas não atingem ) e que a Comissão Europeia demorou muito para avaliar os riscos e regulamentar o mercado de nanopartículas. Numa resolução, o parlamento afirma estar “preocupado com a ausência de disposições legais específicas para garantir a segurança dos produtos de consumo que contenham nanopartículas e com a atitude improvisada da Comissão face à necessidade de rever o quadro regulamentar relativo à utilização de nanopartículas. nanopartículas em produtos de consumo, tendo em vista o crescente número de produtos de consumo contendo nanopartículas que estão sendo colocados no mercado ” .

Uma definição europeia harmonizada foi produzida em outubro de 2011. Define como nanopartícula "um material natural, acidentalmente formado ou fabricado contendo partículas livres, na forma de agregado ou na forma de aglomerado, do qual pelo menos 50% das partículas, na distribuição numérica por tamanho, possuem uma ou mais dimensões. entre 1 e 100  nm  ” , definição que será revisada em dezembro de 2014 base no feedback e em novos dados científicos. O regulamento Reach é uma primeira estrutura, muito inadequada porque não leva em conta as baixas tonelagens, mas seus anexos devem ser corrigidos para integrar o "nano", e a Agência Europeia de Produtos Químicos (Echa) poderia impor novas obrigações de registros após 2013.

Em 2008, na França , o limite prejudicial é de 40 µg / m 3 para PM-10 . Uma diretiva europeia deveria aumentá-lo para 25 µg / m 3 . O grupo de saúde Grenelle de l'Environnement pediu em 2007 que fosse alinhado com a recomendação da OMS de 10 µg / m 3 .

Seguindo a lei Grenelle 2 , dois decretos e um decreto impõem desde1 ° de janeiro de 2013, fabricantes, importadores e distribuidores que operam na França declarem anualmente as quantidades e usos que lhes dizem respeito à Agência Nacional de Segurança Alimentar, Ambiental e de Saúde Ocupacional (ANSES), e mantendo a definição europeia de nanopartículas. Os dados de identidade e uso serão públicos dentro de seis meses do prazo de declaração (1 ° de maio de 2013) No entanto, o sigilo industrial e uma definição restritiva (acima de 100  nm , a Europa não fala mais em nanopartículas) podem desacelerar esse desejo de transparência. Além disso, o Comitê Científico de Riscos Emergentes para a Saúde (europeu) queria um limite muito inferior ao adotado: segundo ele, a declaração deveria se referir a materiais contendo de 0,15% de nanopartículas (de 1 a 100  nm ) e não 50%.

Métodos de produção

Nanopartículas sintéticas são atualmente produzidas por vários métodos ( agregando átomos ( bottom-up ) ou degradando materiais), incluindo:

Síntese química  :

• na fase de vapor (carbonetos, nitretos , óxidos, ligas metálicas,  etc. );
• na fase líquida (a maioria dos metais e óxidos);
• em um meio sólido (a maioria dos metais e óxidos);
• em meio misto (sol-gel, para a maioria dos óxidos);
• em um fluido supercrítico , mas sem reação química (materiais destinados a vetorizar princípios ativos);
• reação química em um fluido supercrítico com (principalmente metais, óxidos e alguns nitretos);
• reação química de co- precipitação  ;
• hidrólise .

Síntese por métodos físico-químicos:

• por evaporação / condensação (sob pressão parcial inerte ou reativa) para Fe, Ni, Co, Cu, Al, Pd, Pt, óxidos);
• por pirólise a laser (Si, SiC, SiCN, SiCO, Si 3 N 4, TiC, TiO 2, fulerenos, fuligem carbonácea, etc.);
• por chamas de combustão , as partículas sendo recuperadas nos vapores e fumos;
• sob microondas (Ni, Ag);
• por irradiação (iônica ou eletrônica), por exemplo, para produzir nanoporos em um material de dimensões macroscópicas ou para produzir uma nanoestrutura integrada em uma matriz);
• por recozimento a baixa temperatura (ligas metálicas e intermetálicas complexas com três a cinco elementos à base de Al, Zr, Fe);
• em plasma térmico (para nanopós de cerâmica, como pós de carboneto (TiC, TaC, SiC), silicidas (MoSi 2), óxidos dopados (TiO 2) ou complexos ( perovskitas ));
• deposição física de vapor (depósitos de TiN, CrN, (Ti, Al) N, em particular).

Síntese por métodos mecânicos:

• mecanossíntese e ativação mecânica no campo da metalurgia do pó (por exemplo: moagem de alta energia para todos os tipos de materiais (metais, cerâmicas, polímeros, semicondutores));
• consolidação e densificação;
• deformação por torção, rolamento ou fricção.

Síntese por métodos biológicos:

• produção experimental de moléculas orgânicas por OGM (organismos geneticamente modificados).

Melhores práticas, plataforma interativa,  etc.

Em meados da década de 1990, Ostiguy e seus colegas concluíram "que esses produtos podem ser tóxicos e que os meios atuais de proteção podem não ser tão eficazes quanto se pensa" (fonte: página 8/90 da versão em PDF do estudo Nanopartículas: atual conhecimento sobre riscos de saúde e segurança ocupacional e medidas preventivas por Ostiguy et al. , Nanopartículas: conhecimento atual sobre riscos de saúde e segurança ocupacional e medidas preventivas , já citado (publicação IRSST / Québec) (consultado em1 ° de dezembro de 2010)).

• De guias de boas práticas surgiram, com base em conhecimentos científicos (à medida que se tornam disponíveis, muitas pesquisas permanecem confidenciais por razões de sigilo comercial e fabricação) e de identificação de perigos e em uma avaliação e propostas de gestão de risco (específicas ou não para NPs) .
  Um desses guias, de Quebec, reconhece a necessidade de encontrar “um equilíbrio entre a busca de oportunidades de ganhos e a mitigação de perdas”. Promove a gestão de riscos como "um processo iterativo a ser realizado em uma determinada sequência lógica e que permite melhorias contínuas na tomada de decisão, facilitando a melhoria constante no desempenho":

1. Avaliação de risco - é o processo pelo qual o risco é estimado ou calculado. Em condições ideais, isso pressupõe um bom conhecimento da identidade do perigo e dos níveis de exposição ou poeira em vários postos de trabalho, por exemplo; 1.1 A análise de risco relacionada a NPs requer a documentação do tipo de NP tratado e sua toxicidade, os níveis potenciais de exposição, bem como os riscos de segurança nas várias estações de trabalho e para todas as tarefas. Uma abordagem estruturada é proposta em um guia de boas práticas que promove a gestão de riscos relacionados a nanopartículas sintéticas publicado pelo Instituto de Pesquisa Robert-Sauvé em Saúde e Segurança Ocupacional .

• Uma plataforma interativa em nanotecnologias, chamada GoodNanoGuide , também é oferecida a pesquisadores e trabalhadores e empregadores do setor. Desenvolvido por especialistas, seu conteúdo está disponível na Internet.

Notas e referências

1. Instituto Nacional de Pesquisa e Segurança (INRS), Nanomateriais , Paris, junho de 2008.
2. ABD Nandiyanto, S.-G Kim, F. Iskandar e K. Okuyama, 2009, 447-453
3. Claude Ostiguy (IRSST), Brigitte Roberge (IRSST), Luc Ménard (CSST), Charles-Anica Endo (Nano-Québec), Guia de boas práticas para favorecer a gestão dos riscos relacionados com as nanopartículas de resumo , Instituto de Pesquisa Robert-Sauvé em Saúde e Segurança Ocupacional (IRSST), Quebec, Canadá, 2008 ( ISBN  978-2-89631-317-4 ) (versão impressa) ( ISBN  978-2-89631-318-1 ) [ PDF] , 73  p. ( ISSN  0820-8395 ) . Publicação revisada por pares.
4. Grazyna Bystrzejewska-Piotrowska, Jerzy Golimowski, Pawel L. Urban, Nanoparticles: Your potencial toxicity, waste and ambiental management (Review Article), Waste Management , vol.  29, n o  9, setembro de 2009, p.  2587-2595 , DOI : 10.1016 / j.wasman.2009.04.001 ( Resumo )
5. Oberdörster G, J e Ferin Lehnert BE, Correlation Between particle size, particle persistence in vivo, and lung damage , Environmental Health Perspectives 1994, 102 (Suppl. 5), 173.
6. B. Nowack, o comportamento e os efeitos das nanopartículas no ambiente , poluição ambiental , vol.  157, n o  4, abril de 2009, p.  1063-1064 ( resumo )
7. ISO, 2004, Caracterização e avaliação da exposição ocupacional a aerossóis ultrafinos. Projeto de relatório técnico número 6 . ISO / TC146 / SC2? WG1 Amostragem e análise seletiva do tamanho de partícula (qualidade do ar no local de trabalho)
8. Nanopartículas: riscos e medidas preventivas [PDF] , p.  5 , em irsst.qc.ca
9. Roger Lenglet , Nanotoxics . A survey ., Actes Sud, Paris, 2014 ( ISBN  978-2-330-03034-6 ) .
10. Afsset (2008). Avaliação de risco dos nanomateriais para a população em geral e para o meio ambiente. Laudo pericial coletivo. Referência nº 2008/005. 2010
11. Quadros ME, Marr LC, Riscos ambientais e à saúde humana de nanopartículas de prata em aerossol , J. Air Waste Manag. Assoc. , 2010, 60: 770-81
12. Camille Larue e Marie Carrière, Nanopartículas no ecossistema do solo , período: fevereiro a agosto de 2010, CEA / ADEME - IRAMIS / SIS2M / LSDRM - Gif-sur-Yvette.
13. Stone V, Nowack B, Baun A et al. , Nanomateriais para estudos ambientais: classificação, questões de materiais de referência e estratégias para caracterização físico-química , Sci. Total Aprox. , 2010, 408, 1745-1754.
14. www.nanotechproject.org
15. Gottschalk F, Sonderer T, Scholz W et al. , Concentrações ambientais modeladas de nanomateriais projetados (TiO 2 , ZnO, Ag, CNT, fulerenos) para diferentes regiões , Environ. Sci. Technol. , 2009, 43: 9216-9222.
16. Brar SK, Verma M, Tyagi RD et al. , Nanopartículas projetadas em águas residuais e lamas de águas residuais - evidências e impactos , Gestão de resíduos. , 2010, 30: 504-520.
17. Colon J, Hsieh N, Ferguson A et al. , Nanopartículas de óxido de cério protegem o epitélio gastrointestinal de danos induzidos por radiação por redução de espécies reativas de oxigênio e regulação positiva de superóxido dismutase 2 , Nanomedicina , 2010, 6: 698-705.
18. Dong D, Li P, Li X et al. , Degradação fotocatalítica de fenantreno e pireno em superfícies de solo na presença de rutilo nanômetro TiO 2 sob irradiação UV , Chem. Eng. J. , 2010, 158: 378-383.
19. Ma X, Anand D, Zhang X et al. , Areia com textura de nanotubo de carbono para controle da biodisponibilidade de sedimentos contaminados , Nano Res. , 2010, 3: 412-422
20. Projeto NanoTech usa este termo para descrever locais poluídos onde nanopartículas são usadas para limpá-los
21. Jesse L. Winer, Charles Y. Liu, Michael LJ Apuzzo, The Use of Nanoparticles as Contrast Media in Neuroimaging: A Statement on Toxicity , World Neurosurgery , disponível online, 7 de novembro de 2011, DOI : 10.1016 / j.wneu.2011.08 0,013 ( Resumo )
22. Petosa AR, Jaisi DP, Quevedo IR et al. , Agregação e deposição de nanomateriais projetados em ambientes aquáticos: papel das interações físico-químicas , Environ. Sci. Technol. , 2010; 44: 6532-6549
23. Bai W., Zhang S, Tian W et al. , Toxicidade de nanopartículas de óxido de zinco para embrião de peixe-zebra: um estudo físico-químico do mecanismo de toxicidade , J. Nanopart. Res. , 2010, 12: 1645-1654
24. Hartmann NB, Von der Kammer F., Hofmann et al. , Teste de algas de nanopartículas de dióxido de titânio - considerações de teste, efeitos inibitórios e modificação da biodisponibilidade de cádmio , Toxicologia , 2010, 269: 190-197.
25. Wise JP Sr, Wise SS, Goodale BC, Shaffiey F, Kraus S, Walter RB, Medaka (Oryzias latipes) como uma espécie sentinela para animais aquáticos: As células Medaka exibem uma resposta genotóxica semelhante às células da baleia franca do Atlântico Norte , Comp. Biochem. Physiol. C. Toxicol. Pharmacol. , Março de 2009, 149 (2): 210-4. Epub 5 de outubro de 2008 ( Resumo (In) )
26. Wise JP Sr, Goodale BC, Wise SS et al. , As nanoesferas de prata são citotóxicas e genotóxicas para células de peixes , Aquat. Toxicol. , 2010, 97: 34-41 ( (en) Resumo )
27. Unrine JM, Hunyadi SE, Tsyusko OV, Rao W, Shoults-Wilson WA, Bertsch PM (2010), Evidence for biodisponibilidad of Au nanoparticles from solo and biodistribution within minhocas (Eisenia fetida) , Environ. Sci. Technol. , 44: 8308-8313
28. Camille Larue e Marie Carrière, Nanopartículas no ecossistema do solo , CEA / ADEMEP, período: fevereiro a agosto de 2010; IRAMIS / SIS2M / LSDRM - Gif-sur-Yvette. ANSES - boletim de acompanhamento científico n o  13 - Saúde / Ambiente / Work, março 2011
29. Marambio-Jones C., Hoek E., Uma revisão dos efeitos antibacterianos dos nanomateriais de prata e implicações potenciais para a saúde humana e o meio ambiente , J. Nanopart. Res. , 2010, 12, 1531-1551.
30. Cornelis G, Kirby JK, Bico D, Chittleborough D, McLaughlin MJ., Um método para a determinação da retenção de nanopartículas manufaturadas de óxido de prata e cério em solos , Environ. Chem. , 2010, 7: 298-308
31. Dubchak S, Ogar A, Mietelski JW et al. , Influência de nanopartículas de prata e titânio na colonização de micorriza arbuscular e acúmulo de radiocaesium em Helianthus annuus , Span. J. Agric. Res. , 2010, 8: S103-S108.
32. Hänsch M, Emmerling C., Effects of silver nanoparticles on the microbiota and enz activity in solo , J. Plant Nutr. Soil Sci. , 2010, 173: 554-558.
33. Moore MN, As nanopartículas apresentam riscos ecotoxicológicos para a saúde do meio aquático? , Aprox. Int. , 2006, 32: 967 - 976
34. Galloway T, Lewis C, Dolciotti I et al. , Toxicidade subletal de dióxido de nanotitânio e nanotubos de carbono em um poliqueta marinho que habita sedimentos . Sobre a Pollut 2010; 158: 1748-1755.
35. Dedeh A (2014) Impacto de um sedimento dopado com nanopartículas de ouro ou sulfeto de cádmio em um invertebrado e um peixe de água doce (Tese de doutorado em geoquímica e ecotoxicologia, Universidade de Bordeaux).
36. Efeitos citotóxicos de TiO 2 , ZnO e CeO 2 NP em bactérias do solo: Nitrosomonas europeae , Fang X, Yu R, Li B, Somasundaran P, Chandran K., Estresses exercidos por nanopartículas de ZnO, CeO 2 e anatase TiO 2 nas Nitrosomonas europaea , J. Colloid Interface Sei. , 2010, 348: 329-334.
37. Hu CW, Li M, Cui YB, Li DS, Chen J, Yang LY., Efeitos toxicológicos das nanopartículas de TiO 2 e ZnO no solo na minhoca Eisenia fetida , Soil Biol. Biochem. , 2010, 42: 586-591.
38. Coleman JG, Johnson DR, Stanley JK et al. , Avaliando o destino e os efeitos do nano óxido de alumínio na minhoca terrestre, Eisenia fetida , Environ. Toxicol. Chem. , 2010, 29: 1575-1580.
39. Zhu X, Wang J, Zhang X et al. , Transferência trófica de nanopartículas de TiO 2 de dáfnia para peixe-zebra em uma cadeia alimentar simplificada de água doce , Chemosphere , 2010, 79: 928: 933
40. Zhang MY, Wang Y, Zhao DY, Pan G, Imobilização de arsênio em solos por ferro zero valente estabilizado em nanoescala, sulfeto de ferro (FeS) e magnetita (Fe 3 O 4) partículas , Chinese Sci. Touro. , 2010, 55: 365-72.
41. Shute T. e Macfie SM, acúmulo de cádmio e zinco na soja: uma ameaça à segurança alimentar? , Sci. Total Aprox. , 2006, 371 (1-‐3): 63-‐73.
42. Borkert CM, Cox FR e Tucker MR (1998), Toxicidade de zinco e cobre em amendoim, soja, arroz e milho em misturas de solo ( Resumo ). Soil Sci. Plant Anal. , 29 (19-‐20): 2991-‐ 3005.
43. Este consórcio reúne várias grandes universidades americanas, a Universidade de Seul e a Corn Insects and Crop Genetics Research Unit , do Agricultural Research Service do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, bem como a NASA (Divisão de Ciências Geológicas e Planetárias, NASA / Laboratório de Propulsão a Jato, Instituto de Tecnologia da Califórnia, Pasadena)
44. Priester JH et al. , Suscetibilidade da soja a nanomateriais manufaturados com evidência de interrupção da qualidade dos alimentos e da fertilidade do solo  ; Proc. Natl. Acad. Sci. Unit States Am. , 2012, DOI : 10.1073 / pnas.1205431109  ; Proceedings of the National Academy of Sciences , estudo coordenado por John Priester da University of California at Santa Barbara ( (en) Resumo e apêndice )
45. George S et al. , Uso de uma abordagem de triagem de citotoxicidade rápida para projetar uma nanopartícula de óxido de zinco mais segura por meio de dopagem com ferro , ACS Nano 4 (1): 15-‐29, 2010.
46. "Desconhecidas críticas em relação ao estado de Zn nos tecidos, incluindo se nano -‐ ZnO estiver presente e especialmente tóxico com soja ingerida" , fonte: Apêndice do estudo de 2012 já citado [1] intitulado Susceptibilidade da soja a nanomateriais manufaturados com evidência para alimentos interrupção da qualidade e fertilidade do solo
47. Dê E et al. , X-ray Absorption and Micro-ray Fluorescence Spectroscopy Investigation of Copper and Zinc Speciation in Biosolids , Environ. Sci. Technol. , 45 (17): 7249-‐7257, 2011 ( https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21793501 Resumo))
48. Goodale BC, Walter R, Pelsue SR, Thompson WD, Wise SS, Winn RN, Mitani H, Wise JP, A citotoxicidade e genotoxicidade do cromo hexavalente em células medaka (Oryzias latipes) , Sr. Aquat. Toxicol. 8 de abril de 2008, 87 (1): 60-7, Epub, 31 de janeiro de 2008.
49. Barrel S, Jugan ML, Laye M et al. , Avaliação in vitro do impacto das nanopartículas de SiC nas células pulmonares A549: Citotoxicidade, genotoxicidade e estresse oxidativo , Toxicol. Lett. , 2010, 198: 324-330. Artigo interessante sobre a avaliação de nanopartículas de SiC pouco estudadas mas pelo teste do cometa, teste já citado no NAS.
50. Balasubramanyam A, Sailaja N, Mahboob M, et al. , Avaliação de mutagenicidade in vitro de nanomateriais de óxido de alumínio usando o ensaio Salmonella / microssoma , Toxicol. In Vitro , 2010, 24: 1871-1876
51. Balasubramanyam A, Sailaja N, Mahboob M et al. , Avaliação dos efeitos genotóxicos da exposição oral a nanomateriais de óxido de alumínio na medula óssea de ratos , Mutat. Res. , 2009, 676: 41-47.
52. López-Moreno ML, de la Rosa G., Hernández-Viezcas JA et al. , Evidence of the Differential Biotransformation and Genotoxicity of ZnO and CeO (2) Nanoparticles on Soybean (Glycine max) Plants , Environ. Sci. Technol. , 2010, 44: 7315-7320.
53. Auffan M, Decome L, Rose J, et al. Interações in vitro entre nanopartículas de maghemita revestidas com DMSA e fibroblastos humanos: Um estudo físico-químico e citogenotóxico , Environ. Sci. Technol. , 2006; 40: 4367-4373.
54. Ensaio SCGE: ensaio de eletroforese em gel de célula única (ou teste do cometa , convencionalmente usado para visualizar e medir a fragmentação de DNA induzida por um agente genotóxico), inadequado para nanopartículas;
55. Hackenberg S, Friehs G, Kessler M et al. , Partículas nanométricas de dióxido de titânio não induzem danos ao DNA em linfócitos de sangue periférico humano , Environ. Mol. Mutagênico. , 2010; na imprensa
56. Li JJ, Zou L, Hartono D et al. , As nanopartículas de ouro induzem danos oxidativos em fibroblastos pulmonares in vitro , Adv. Mater. , 2008, 20: 138-142.
57. Shukla R, Bansal V, Chaudhary M et al. , Biocompatibility of gold nanoparticles and your endocytotic fate dentro do cell compartiment: a microscopic overview , Langmuir, 2005, 21: 10644-10654
58. Foldbjerg R, Dang DA, Autrup H., Citotoxicidade e genotoxicidade de nanopartículas de prata na linha de células de câncer de pulmão humano , A549, Arch. Toxicol. , 2010.
59. Shi Y, Zhang JH, Jiang M, Zhu LH et al. , Genotoxicidade sinérgica causada por baixa concentração de nanopartículas de dióxido de titânio e p, p'-DDT em hepatócitos humanos , Environ. Mol. Mutagênico. , 2010, 51: 192-204.
60. Wang C, Gao X, Su X., Study the damage of DNA moléculas induzidas por três tipos de nanopartículas aquosas , Talanta, 2010, 80: 1228-1233.
61. Vincent Pavot , Morgane Berthet , Julien Rességuier e Sophie Legaz , “  Partículas de poli (ácido láctico) e poli (ácido láctico-co-glicólico) como plataformas portadoras versáteis para entrega de vacina  ”, Nanomedicine , vol.  9,1 ° de dezembro de 2014, p.  2703-2718 ( ISSN  1743-5889 , DOI  10.2217 / nnm.14.156 , ler online , acessado em 23 de julho de 2015 )
62. Nanopartículas de ouro, consideradas pela indústria farmacêutica como os vetores de drogas do futuro, apresentam perigos potenciais revelados pelos nêutrons , ILL (membro do EIROforum), 7 de junho de 2013.
63. Couchman RR, Philosophical Magazine A 40 , 637, 1979.
64. Miao L., Bhethanabotla VR e Joseph B., ler online , Physical Review B , 72, 134109, 2005.
65. Arbouet, C. Voisin, D. Christofilos, P. Langot, N. Del Fatti e F. Vallée, leia online , Phys. Rev. Lett. , 90, 177401, 2003.
66. Gaisberger, M., Šanović, R., Dobias, H., Kolarž, P., Moder, A., Thalhamer, J., ... & Hartl, A. (2012) Effects of ionized waterfall aerosol on pediatric alérgico asma . Journal of Asthma, 49 (8), 830-838.
67. Henshaw, DL, Fews, AP, Keitch, PA, & Ainsbury, EA (1995) Electric charge on nano-aerosols - Implicações para a deposição pulmonar de cancerígenos inalados . Ann ICRP, 24, 1-3.
68. Nemmar A. et al. , em Circulation , vol. 105-4, 2002, p.  411-414 .
69. Biofutur , n o  286, março de 2008, p.  53 .
70. Nanotecnologias, nanomateriais, nanopartículas - Que impactos sobre os seres humanos eo meio ambiente? [PDF] ( documento INERIS , p.  5, 6, 10 )
71. Estudo publicado em dezembro na revista Environmental Engineering Science .
72. Relatório sobre a avaliação intercalar do plano de acção europeu para o ambiente e a saúde 2004-2010 (2007/2252 (INI)) da Comissão do Ambiente, da Saúde Pública e da Segurança Alimentar do Parlamento Europeu, 17 de Junho de 2008 (ponto 21, p. .  8 da versão PDF do relatório).
73. Dorothée Laperche, Nanopartículas: primeiro passo para a rastreabilidade , Actu-Environment , 2 de janeiro de 2013
74. Decreto prevê que o declarante pode requerer a confidencialidade de informações que possam infringir o sigilo industrial e comercial.
75. GoodNanoGuide

Veja também

Artigos relacionados

• Nanomaterial
• Nanotoxicologia
• Nanotecnologia
• Princípio da precaução
• Toxicologia
• Ecotoxicologia
• Ética ambiental
• Cluster (físico)
• Agregado atômico

links externos

• Site Veillenanos.fr da AVICENN , Associação para Monitoramento e Informação Cívica em Nanociência e Nanotecnologia.
• Nanotecnologias e Saúde , arquivo CNRS Sagascience .
• Avaliando os riscos induzidos por nanopartículas, resumo do relatório do SCENIHR , em copublications.greenfacts.org .
• Efeitos na saúde relacionados às nanopartículas , Instituto de Pesquisa em Saúde e Segurança Ocupacional Robert-Sauvé (IRSST) , em irsst.qc.ca .
• Conhecimento atual sobre saúde ocupacional e riscos de segurança e medidas preventivas , Instituto de Pesquisa Robert-Sauvé em Saúde e Segurança Ocupacional (IRSST) , em irsst.qc.ca .
• Health Effects Related to Nanoparticles , 2 nd  ed. , em irsst.qc.ca .
• Guia de boas práticas para promoção da gestão de riscos relacionados com nanopartículas sintéticas , em irsst.qc.ca .
• Detecção de nanopartículas no ar , em cilas.com .
• (pt) GoodNanoGuide .
• (pt) Aquisição, avaliação e apresentação pública de dados relevantes para a sociedade e conclusões sobre nanomateriais (DaNa) .
• "Por todo o ouro do nanomundo" The Scientific Method, France Culture, 26 de setembro de 2018

Bibliografia

• Ostiguy C., G. Lapointe, L. Ménard, Y. Cloutier, M. Trottier, M. Boutin, M. Antoun, C. Normand (de NanoQuébec ), 2006, Nanopartículas: conhecimento atual sobre os riscos e prevenção em saúde ocupacional e segurança , estudos e pesquisas IRSST, R-455,Março de 2006, 77  p. (90 para a versão PDF).
• Roger Lenglet , Nanotoxiques , uma pesquisa , edições Actes Sud,2014, 251  p. ( leia online ).

Relatórios

• Afsset A avaliação de riscos dos nanomateriais para a população em geral eo ambiente , o relatório experiência coletiva, referência n o  2008/005, 2010, [2] , no site da ANSES.
• R-Nano Report 2015 ( Elementos resultantes de declarações de substâncias em estado nanoparticulado - relatório de estudo de 2015 (relatório de declarações de substâncias importadas, fabricadas ou distribuídas na França em 2014) (resultante de declarações feitas em 2015 em www.R -Nano.fr ), no site do Ministério do Meio Ambiente.