Kas yra nanodalelių cinko oksidas?

Nanodalelių cinko oksidas, ZnO, yra cinko oksido forma, kai junginys susidaro į atskiras daleles, kurių skersmuo siekia 20 nanometrų. Skaidrios dalelės, kurios efektyviai išfiltruoja ultravioletinę-a (UVA) ir ultravioletinę-b (UVB) šviesą, vėliau padengiamos inertiniais silicio arba aliuminio oksido sluoksniais ir linkusios sulipti į grupes, kurių skersmuo yra 200–500 nanometrų. Palyginimui, vidutinis žmogaus raudonųjų kraujo kūnelių skersmuo yra 100 nanometrų. Šios formos cinko oksidas dažniausiai naudojamas kaip žalingos saulės spinduliuotės blokavimo medžiaga cinko oksido losjone ir kaip antibakterinis ir fungistatinis junginys, pridedamas prie skaidrių dangų, pavyzdžiui, medienos paviršių lako. Kiti nanodalelių cinko oksido panaudojimo būdai apima apsauginę ultravioletinių (UV) šviesų dangą ant plastikinių langų ir akinių plėvelių arba tekstilės audinių, pagamintų iš sintetinių polimerų.

Vienas iš ankstyviausių ir prieštaringiausių nanodalelių cinko oksido panaudojimo būdų yra UV spindulius blokuojanti medžiaga apsauginiuose losjonuose nuo saulės. Unikalus cinko oksido kremo nuo saulės dalelių dydis, o ne paties junginio cheminė prigimtis kelia pavojų žmonių sveikatai. Taip yra todėl, kad tokio mažo masto nanodalelės turi daug didesnį paviršiaus plotą, palyginti su jų grynąja mase, todėl jos gali tapti labai reaktyviomis medžiagomis. Mažas dalelių dydis leidžia joms prasiskverbti pro kraujo ir smegenų barjerą, kur, atlikus tyrimus su laboratoriniais gyvūnais, buvo įrodyta, kad jos naikina formuojasias nervines kamienines ląsteles (NSC). Šios ląstelės yra atsakingos už žmogaus neuronų regeneraciją smegenyse, o jų sunaikinimas gali sukelti degeneracinius smegenų sutrikimus.

Cinko oksido nanodalelių, kurių yra kai kuriuose maisto produktuose, taip pat daugelyje odos priežiūrai naudojamų cinko oksido produktų, keliamo pavojaus tyrimai dar tik pradedami. Kai kurie tyrimai rodo, kad didesnės nei 30 nanometrų dalelės nekelia jokio reikšmingo padidinto pavojaus sveikatai, o kiti tyrimai parodė, kad visas nanodalelių cinko oksido dydžių diapazonas kelia pavojų. Produktai, kuriuose jie dažniausiai naudojami, pavyzdžiui, cinko oksido želatina ar tepalai, yra skirti tepti ant odos paviršiaus. Didesnės nei 30 nanometrų dalelės negali prasiskverbti į gilesnius audinių lygius, tačiau nurijus jos kelia pavojų kraujui, plaučių audiniams ir smegenims. Kadangi daugelis pramoninių nanodalelių cinko oksido preparatų yra sausų baltų miltelių pavidalo, didžiausia šių medžiagų rizika yra atsitiktinis įkvėpimas.

Komercinis nanodalelių cinko oksido paruošimas gali būti atliekamas taip, kad nevyktų aglomeracija, o atskiros dalelės liktų atskirtos viena nuo kitos. Tai suteikia jiems didesnį universalumą, kai juos galima tepti plonais sluoksniais ant audinių ar kitų medžiagų paviršiaus, ir padidina riziką žmonėms prarijus ar įkvėpus. Dalelių paviršiaus dangos taip pat gali būti hidrofobinės arba hidrofilinės, atsižvelgiant į jų konkrečius poreikius, ir gali būti nuosekliai gaminamos 20, 40 arba 60 nanometrų skersmens. Juos naudojant įvairiuose gamybos procesuose, kuriuose norima antikorozinio, antibakterinio ir katalizinio poveikio, nuo 2011 m. jie ir toliau yra pramonės dėmesio centre.