| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Kortlægning af produkter der indeholder nanopartikler eller er baseret på nanoteknologi

1 Introduktion til kortlægning af nanoteknologiske forbrugerprodukter

• 1.1 Hvad er nanoteknologi?
• 1.2 Forbrugermarkedet for nanoteknologiske produkter
• 1.3 Kort om lovgivning
• 1.4 Kategorisering
• 1.5 Formål og læsevejledning

1.1 Hvad er nanoteknologi?

Der går 1 million nanometer (nm) på 1 millimeter, og nanoteknologi er baseret på kontrollerede processer, der foregår fra ca. 0,1 nm til 100 nm. Den nye teknologi er udpeget til at være grundstenen i de kommende års udvikling af nye teknologier og produkter inden for bl.a. forbrugerprodukter, miljøteknologi og lægemidler. Stort set alle industrialiserede lande, inkl. Indien og Kina, investerer massivt i nanoteknologisk forskning og udvikling (COM 2004). Også i Danmark er forskningen og udviklingen inden for nanoteknologi i eksplosiv vækst. I trykte og elektroniske medier omtales jævnligt fantastiske muligheder for revolutionerende sygdomsbehandlinger med nanoknive, nanomåleinstrumenter, der flyder rundt i blodbanen eller sidder i en fødevares indpakning, overfladebehandlede materialer som aldrig kræver rengøring, vinduer med indbyggede usynlige persienner og meget mere.

Mange af disse ”nano-visioner”, bliver kun måske til virkelighed, men det er sikkert, at mulighederne er til stede. Det er ny teknologi, der har betydet, at vi nu kan udvikle materialer, hvor placeringen af hvert enkelt atom og molekyle er kontrolleret. Det betyder generelt, at et produkt baseret på kemiske stoffers reaktioner virker langt mere præcist og effektivt i en nano-udgave end et produkt baseret på traditionel ”baljekemi” (Davis 2005). Man kan altså kontrolleret designe egenskaberne ved et kemisk stof, og udviklerne er f.eks. langt fremme med nanomaterialer, der fungerer som en temperaturviser eller som viser en farvekode ved kontakt med Salmonella i fødevarer.

Styregruppen for Teknologisk Fremsyn (2004) definerede nanoteknologi som: ”Evnen til at arbejde på det atomare, molekylære og supramolekylære niveau, på en skala fra 0,1 til 100 nm, med den hensigt at designe, fremstille, manipulere og anvende materialer, komponenter og systemer med nye fysiske, kemiske og biologiske funktionelle egenskaber. Disse nye egenskaber fremkommer på grund af strukturernes lille skala og kan derfor ikke opnås på nogen anden måde.”

Nanopartikler, som et produkt af nanoteknologi, er af Oberdùrster et al. (2005) defineret som ”…..en partikel der er konstrueret eller fremstillet af mennesker i nanoskala med specifik fysisk-kemisk sammensætning og struktur for at udnytte egenskaber og funktioner forbundet med disse dimensioner”.

Da nanopartikler intuitivt opfattes som en afsluttet mere eller mindre rumlig enhed, er det vanskeligt at forbinde udtrykket med overfladebehandlinger, rør og fibre. Derfor har vi valgt i rapporten at anvende udtrykket nanomaterialer generelt om nanoteknologisk frembragte produkter. Når der er tale om (bagved liggende) processer, anvendes udtrykket nanoteknologi. Nanopartikler anvendes om nanomaterialer, der har partikelkarakter.

1.2 Forbrugermarkedet for nanoteknologiske produkter

Vejen fra udvikling til produkt eller fra forskning til faktura kan være kort inden for nanoteknologi. Internetmagasinet Nanotech Briefs udpeger hvert år de 50 mest interessante nanoteknologier, -produkter og -udviklere (NASA 2006). På trods af at disse forkantsprodukter ofte kun har måneder på bagen kan overfladebehandlinger og sportsudstyr findes på forbrugermarkedet. Det store rykind på forbrugermarkedet kan især ses i USA (Woodrow Wilson Centre 2006) og Asien (Asia Nano Forum 2006), men også i EU er der et blomstrende marked for forbrugerprodukter, som er baseret på en nanoteknologisk platform (Nanoforum 2006).

Forretningsmagasinet Forbes har i flere år, blandt Nanotech Briefs udpegede forbrugerprodukter baseret på nanoteknologi, identificeret dem med størst potentiale. I tabel 1.1 kan de seneste ses, og både i-Pod, kosmetik, sportsudstyr, tekstiler, maling og glas markedsføres og sælges på deres nanoteknologiske egenskaber (Forbes 2006).

Tabel 1.1 Top 10 forbrugerprodukter baseret på nanoteknologi fra Forbes (2006)

Nanoteknologi er ikke knyttet til bestemte produktioner eller produkttyper og det fremhæves ofte, at teknologien kan finde anvendelse i stort set alle de brancher og produkter, man kan forestille sig. Hovedparten af forbrugerprodukterne synes dog at være kosmetik, en række produkter til forskellige overfladebehandlinger og sportsudstyr.

Nogle firmaer inden for kosmetik og ”health care” har i flere år været langt fremme med produktudvikling, og det skønnes, at den type forbrugerprodukter vil blive markedsført i stort omfang over de kommende 5-10 år. I tilgift forventes det, at områder, der støder op til forbrugerområdet, som medicinsk udstyr og implantater, veterinære og humane lægemidler og biocid-/pesticidområdet, vil blive gennemstrømmet af nanoteknologien i samme tidsrum (Luther 2004). Det er anvendelsesområder, som også påvirker mennesker direkte eller indirekte, og nogle af produkterne vil også finde vej ud som forbrugerprodukter.

1.3 Kort om lovgivning

I kemikalielovgivningen er der specificeret en række krav til klassificering og mærkning af kemiske stoffer og produkter baseret på effekter på mennesker og miljø. Overordnet ligger bagatelgrænsen for klassificering og mærkning på 0,1%, angivet som indhold af det kemiske stof i produktet. Under denne grænse ligger der ikke krav om klassificering og mærkning af kemiske stoffer og produkter uanset toksicitet (med få undtagelser). Eksisterende stoffer i nanostørrelse er klassificeret og mærket som det tilsvarende stof i bulkform.

Hvis et nyt kemikalie introduceres til det europæiske marked, er der en række krav til hvilken dokumentation, der skal fremlægges afhængigt af den påtænkte anvendelse og mængden af det producerede/importerede kemikalie. Hvis et nyt kemisk stof optræder i nanostørrelse, vil det være omfattet af den eksisterende anmeldelsesordning for nye kemiske stoffer^[1].

I den kommende REACH-lovgivning ligger den laveste tonnagegrænse for registrering på 1 ton pr. producent eller importør pr. år både for eksisterende stoffer og nye kemiske stoffer.

De kosmetiske produkter er reguleret af en særlig lovgivning, hvor EU’s Videnskabelige Komité for Forbrugerprodukter (SCCP) foretager sikkerhedsmæssige vurderinger af de kemiske stoffer forud for en beslutning om regulering. SCCP har f.eks. inddraget partikler i nanostørrelse i sikkerhedsvurderingen af titaniumdioxid og zinkoxid som solfiltre i solbeskyttelsescremer^[2]. Som udgangspunkt er det producenten eller importøren af et kosmetisk produkt, der har ansvaret for at deres produkter ikke kan være til skade for menneskets sundhed. Deres vurdering skal dokumenteres gennem et dossier, som myndighederne (Miljøstyrelsen) skal have adgang til at se. Særligt for kosmetiske produkter gælder også, at indholdsstofferne skal deklareres på produktet.

Produktsikkerhedsloven er en forbrugerbeskyttelseslov, der skal sikre, at det kun er ufarlige produkter, der bringes i omsætning på markedet. Enhver, der markedsfører et produkt, skal kunne fremvise dokumentation vedr. produkternes oprindelse samt navn og adresse på det foregående led i varekæden. Producenter og forhandlere, der har kendskab til, at et produkt, som de har markedsført, udgør en risiko for forbrugeren, skal straks underrette kontrolmyndigheden herom samt oplyse om de trufne foranstaltninger for at forebygge risici over for forbrugerne. I princippet burde produktsikkerhedsloven således omfatte alle sikkerhedsaspekter i forbindelse med eventuelle nanoprodukter, der ikke er omfattet af anden særlovgivning.

1.4 Kategorisering

I kortlægningen er der forsøgt at identificere hvilke produkter, de enkelte virksomheder sælger, samt i hvilke mængder, de sælges på det danske marked. Dertil er der, så vidt det var muligt, blevet søgt information om produkternes sammensætning samt indholdsstoffernes procentvise andel i produktet. For at opnå et systematiseret overblik af kortlægningen er forskellige produkter, som indeholder nanopartikler eller nanoteknologi, blevet inddelt og kategoriseret i følgende produkttyper i takt med, at de er blevet identificeret:

I a. Fast stof med nanostruktur i en fase
I b. Fast stof med nanostruktur i flere faser

II a. Materialer med nanostrukturerede overflader
II b. Film i nanometertykkelse
II c. Nanostrukturerede film

III a. Overfladebundne nanopartikler
III b. Nanopartikler suspenderet i væsker
III c. Nanopartikler indkapslet i faste materialer
III d. Frie nanopartikler i luft

Denne kategorisering af nanomaterialer er foretaget på basis af DTU’s udviklingsarbejde (Hansen et al. 2007). I denne rapport er den grundlæggende metode til at beskrive human eksponering til nanomaterialer i produkter følgende tre trin:

1. nanomaterialer karakteriseres ved hjælp af en kategorisering udviklet på DTU
2. sammenkædning med anvendelsen af produktet
3. den typiske eksponering ved normal brug

Produkterne i den amerikanske udgave af Woodrow Wilson-databasen fordeler sig med 2, 10 og 75% i henholdsvis bulk (I), surface (II) og particle (III) kategorierne (resten kan ikke kategoriseres).

Når der er tale om forbrugerprodukter, kan der godt være tilfælde, hvor et produkt falder i flere kategorier i løbet af dets livscyklus. For eksempel vil et produkt til overfladebehandling af fliser i badeværelset typisk blive solgt som en væske i en beholder, dvs. III b. Nanopartikler suspenderet i væsker, men når det ligger på fliserne, er det blevet til III a. Overfladebundne nanopartikler.

Figur 1.1 Kategorisering af nanomaterialer på basis af DTU’s udviklingsarbejde (Hansen et al. 2007)

Hovedkategori I er inddelt i underkategorierne Ia og Ib, hvor systemer i kategori Ia består af én type materiale, og systemer i kategori Ib består af to eller flere bestanddele/materialer. Et eksempel, der falder i kategori Ia, er nanokrystallinsk kobber. Materialer i kategori Ib er også nanostrukturerede hele vejen igennem det faste stof, men består af to eller flere bestanddele/materialer. Denne kategori inkluderer nanoporøse materialer, hvor den ene af bestanddelene således er luft. Eksempler på materialer, der falder ind under kategori Ib, er keramiske zeolitter, som anvendes som støttemateriale i industrielle katalysatorer.

I kategori II er nanostrukturen placeret på overfladen (se figur 1.1). Kategori II kan inddeles i tre underkategorier: IIa, hvor overfladen er struktureret på nanoskalaniveau, og hvor overfladen og det faste stof består af det samme materiale; IIb dækker over umønstrede film i nanotykkelse på et substrat af et andet materiale, f.eks. coating på vinduer; og IIc, som består af mønstrede film på et substrat, hvor filmen er i nanoskalatykkelse og overflademønstret har dimensioner på nanoskalaniveau. I denne kategori falder mange af de læse-/skrivehoveder, som anvendes på harddisk, men også lab-on-a-chip systemer.

Kategori III indeholder nanopartikler i frie strukturer, hvis størrelse er på nanoskalaniveau i mindst to dimensioner. Det vil f.eks. sige kvanteprikker (quantum dots), fullerener, nanorør og nanofibre. Underkategorierne i III er fastlagt efter nanopartiklernes bæremedie. Nanopartikler, som er bundet til overfladen af en anden fast struktur, f.eks. heterogene katalysatorer, hører under kategori IIIa. Kategori IIIb består af systemer, hvor nanopartiklerne er suspenderet i en væske som f. eks. titaniumdioxid i kosmetik. IIIc er nanopartikler suspenderet i fast stof, f.eks. kulstofrør i tennisketsjere. Den sidste og fjerde kategori, IIId består af luftbårne nanopartikler - eksempler herpå er frie kulstofnanorør eller fullerener.

1.5 Formål og læsevejledning

Formålet med dette projekt er, jævnfør Miljøstyrelsens udbud, at få kortlagt, hvilke forbrugerprodukter på det danske marked, der indeholder nanopartikler eller bygger på nanoteknologi, samt hvilke eksponerings- og sundhedsmæssige problemstillinger, der kan være ved brugen af nanopartikler eller nanoteknologi i produkter.

Rapporten er opbygget med en kortlægning af aktørerne på forbrugermarkedet, og dernæst en gennemgang af produkterne på det danske marked. I kapitel 4 er overvejelser i forbindelse med eksponeringsvurdering diskuteret, og der er givet et første forsøg på at estimere eksponeringen af nanomaterialer fra forskellige produkter.

Bilagene omfatter en redegørelse for lovgivning, metoden for kortlægningen og selve databasen over forbrugerprodukter.

Forbrugerprodukter kan indeholde en lang række komponenter, hvoraf nogle kan være fremstillet ved en nanoteknologisk proces, f.eks. chips i elektronisk udstyr. Det er valgt hovedsageligt at fokusere på produkter, hvor forbrugeren kan tænkes at komme i kontakt med nanomaterialet, eller det materiale som er produceret ved en nanoteknologisk proces.

Der gøres opmærksom på, at Miljøstyrelsens definition af forbrugerprodukter ikke omfatter pesticider eller biocider, lægemidler og medicinsk udstyr, fødevarer og udstyr til fremstilling, tilberedning og opbevaring af fødevarer.

Fodnoter

[1] BEK nr. 928 af 19/11/2002.

[2] Titaniumdioxid er vurderet af EU’s Videnskabelige Komité for Forbrugerprodukter (SCCP) til at være sikkert at anvende som solfilter i en koncentration op til 25%. Zinkoxid er ikke lovligt at anvende som solfilter i kosmetiske produkter på grund af manglende dokumentation for stoffets sikkerhed. Zinkoxid er tilladt til andre formål, f.eks. som pigment.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 Maj 2007, © Miljøstyrelsen.