La nanotecnología se sirve de objetos o artefactos de tamaño muy reducido. Los nanomateriales son un producto nanotecnológico de creciente importancia. Contienen nanopartículas, de un tamaño inferior a los 100 nanómetros al menos en una de sus dimensiones.
Los nanomateriales se están empezando a utilizar en campos como la sanidad, la electrónica y la cosmética. Sus propiedades físicas y químicas suelen diferir de las de los materiales de mayor tamaño a granel, por lo que requieren una evaluación de riesgos especializada.
Los organismos reguladores deben garantizar que se aplique la evaluación de riesgos correcta a los productos y procesos adecuados. ¿Cómo definir los nanomateriales de manera que pueda establecerse un marco de evaluación de riesgos viable?
Una evaluación del Comité Científico de los Riesgos Sanitarios Emergentes y Recientemente Identificados (CCRSERI)
Preguntas sobre la nanomateriales
- ¿Qué son los nanomateriales?
- ¿Cómo se pueden definir los nanomateriales?
- ¿Cuáles son los criterios fundamentales para definir los nanomateriales?
- ¿Qué otras propiedades mensurables de los nanomateriales pueden ser pertinentes?
- ¿Cómo podría aplicarse una definición en la práctica?
- ¿Deberían existir variantes o excepciones con respecto a la definición de trabajo?
Las respuestas a estas preguntas constituyen un resumen fiel del dictamen científico publicado en 2010 por el "Comité Científico sobre Riesgos Sanitarios Emergentes y Recientemente Identificados" (CCRSERI):
"Nanomaterial" Más...
1. ¿Qué son los nanomateriales?
La nanotecnología consiste en el diseño y la producción de objetos y materiales muy pequeños, los cuales contienen estructuras o partículas muy pequeñas. El tamaño de dichos objetos o estructuras es igual o inferior a 100 nanómetros (100 millonésimas de milímetro). Las nanotecnologías manipulan átomos o moléculas individuales.
Los nanomateriales, como las partículas, los tubos o las fibras a nanoescala, son uno de los productos principales de la nanotecnología. Las nanopartículas generalmente se definen como menores de 100 nanómetros en al menos una dimensión. A medida que la nanotecnología avanza, se van encontrando aplicaciones para nanomateriales en la sanidad, la electrónica, los cosméticos, los textiles, la informática y la protección medioambiental.
Existen muchos tipos de nanomateriales. Pueden producirse mediante el procesamiento de materiales de mayor escala a granel, por síntesis química o por autoensamblaje de componentes más pequeños. A menudo tienen múltiples componentes, aparecen en agregados y presentan diversas estructuras internas y externas.
Todas estas características pueden afectar a sus propiedades, por lo que la manera en que interactúan, química o físicamente, suele diferir de la de los materiales de mayor escala. Esto supone un reto para la evaluación de riesgos conforme la utilización de estos materiales se extiende cada vez más.
Una definición de trabajo de los nanomateriales podría orientar a los organismos reguladores a la hora de decidir qué productos pueden necesitar una evaluación específica para nanomateriales.
2. ¿Cómo se pueden definir los nanomateriales?
Se han propuesto varias definiciones, todas ellas basadas en límites de tamaño. Los límites superiores propuestos oscilan entre 100 nm y 1000 nm para el sector farmacéutico. Los límites de tamaño inferiores también varían, entre 1 nm y 0,1 nm.
las dimensiones externas de las partículas individuales y de los aglomerados pueden medirse. La medición de las dimensiones internas es aplicable a los agregados de nanopartículas. Aplicar estas medidas de forma más amplia supondría incluir materiales con nanoporos en la clasificación general de nanomateriales.
En algunos casos, se han llegado a utilizar otras características o propiedades físicas o químicas para definir los nanomateriales, aunque no de manera sistemática.
3. ¿Cuáles son los criterios fundamentales para definir los nanomateriales?
El tamaño sigue siendo el mejor punto de partida, ya que su aplicación es universal. El límite superior de 100 nm resulta útil, pero excluye algunas cosas que es necesario considerar como nanomateriales, como los materiales agrupados y determinados materiales que han adquirido un revestimiento o una envoltura. Una manera de abarcarlos es incluir en la definición las estructuras internas.
El límite inferior plantea problemas con respecto a los tamaños moleculares, que pueden ser superiores a 1 nm, así como con respecto a los nanomateriales en forma de tubo o fibra, con menos de 1 nm de grosor pero con longitudes superiores a 100 nm.
Son pocos los nanomateriales con un tamaño uniforme, por lo que también debe tenerse en cuenta una distribución por tamaño.
Un parámetro adicional que puede resultar práctico para definir los nanomateriales es la superficie específica por unidad de volumen, habitualmente expresada en metros cuadrados por centímetro cúbico (m2/cm3). Este parámetro incluye las superficies internas, en el caso de que existan.
Un umbral comúnmente utilizado para nanomateriales es una superficie específica por unidad de volumen superior o igual a 60 m2/cm3
4. ¿Qué otras propiedades mensurables de los nanomateriales pueden ser pertinentes?
Son varias las características de los nanomateriales que pueden medirse.
- Modificación de la superficie
- Estructura cristalina
- Agrupación
- Potencial de oxidación o reducción química
- (Foto)catálisis y formación de radicales libres reactivos
- Carga de superficie
- Solubilidad en el agua
- Coeficiente de partición en diferentes solventes
El conocimiento de cualquiera de estas características puede ser pertinente para la evaluación de riesgos. No obstante, ninguna resulta pertinente para todos los nanomateriales en su conjunto, por lo que es poco probable que su utilización resulte útil en una definición de largo alcance.
5. ¿Cómo podría aplicarse una definición en la práctica?
Una definición de trabajo de los nanomateriales podría incluir a aquellos con al menos una dimensión externa o una estructura interna de entre 1 nm y 100 nm. La superficie específica por unidad de volumen constituye un parámetro adicional útil.
Si bien es cierto que la referencia de un rango de tamaño de entre 1 nm y 100 nm resulta práctica, los datos científicos no indican ningún tamaño específico asociado a las propiedades atribuidas a la nanoescala. Por lo tanto, los organismos reguladores y evaluadores de riesgos deberán examinar toda la nanoescala, de 1 a 999 nm, a fin de determinar qué materiales pueden tener propiedades específicas de la nanoescala. No todos ellos serán merecedores de una evaluación completa. El mejor enfoque inicial podría ser un enfoque escalonado en función de umbrales de tamaño.
Por ejemplo, para tamaños inferiores a 500 nm pero superiores a 100 nm, podría aplicarse una medición de la distribución por tamaño de la muestra. Si un porcentaje determinado del material, por ejemplo un 0,15 % o más, resulta tener un tamaño inferior a 100 nm, será necesaria una evaluación de riesgos específica.
6. ¿Deberían existir variantes o excepciones con respecto a la definición de trabajo?
Tanto el límite inferior de 1 nm como el límite superior de 100 nm requieren una interpretación prudente en algunos casos. Por ejemplo, el límite inferior de 1 nm implicaría la clasificación como nanomateriales de muchas moléculas. Por otra parte, el límite superior de 100 nm podría llevar a la exclusión de algunos nanomateriales de componentes múltiples que se utilizan en la medicina y la cosmética. En estos casos, podría ser necesario tomar en consideración el tamaño de los componentes.
Cogeneris SPRL posee los derechos de autor de la Estructura de Tres Niveles utilizada para la divulgación de esta opinión del CCRSERI.