建筑纳米材料

在使用纳米材料之前应该考虑哪些承包商

纳米材料在建筑中越来越普遍,但伴随其好处而来的是你应该与供应商讨论的风险
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“底部有很多空间。”

1959年,美国物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)的这句话开创了一个新领域,专注于直接操纵单个原子。自20世纪80年代以来,我们将这一领域称为纳米技术。

如今,化妆品,体育用品,电子,医疗器械和,是,建筑材料所有含有纳米粒子 - 及其使用预计会增加。“到2025年,超过50%的建筑材料预计将含有纳米材料,”跨国工程公司AECOM环境总监Bill Looney表示,“2014蓝色的书物业与施工手册。

这听起来很有希望,但考虑到纳米材料在建筑中的人类和环境风险尚未被完全了解,这也可能被证明是令人担忧的。

但是,益处更加清晰。当使用时,施工中的纳米材料表现出一些有价值和令人惊讶的特性。这里有些例子:

  • 用于公路建设的更轻、更耐的混凝土
  • 通过吸收温室气体和产生氧气来净化空气的环保涂料
  • 自动清洁玻璃,排斥水和污垢
  • 更薄,更轻和更强的绝缘
  • 能杀死covid -19和其他病毒接触的表面

要了解一些最新的纳米颗粒产品,请访问OB体育建筑纳米材料库存,由建筑研究和培训中心(CPWR)编制。CPWR设计了清单,以帮助建筑工人和承包商更好地了解纳米材料的好处和风险。

纳米材料定义

在使用纳米材料的建设之前,承包商确切地了解它们是有帮助的。

欧盟定义丹尼斯科尔茨夫(Denis Koltsov)在Brec Solutions和ISO / TC229椅子上的纳米技术标准的校长和ISO / TC229椅子上,与美国,日本或中国在美国

“纳米”可以指粒子、空间、技术或其他因素“建筑中的纳米材料——正在使用什么,在哪里使用?”由职业安全和健康机构资助的一份文件。

在论文中,英格兰的Loughborough大学Wendy Jones和她的共同作者提到了几种可能性:

  • 含有1-100纳米尺寸的颗粒的材料(请记住,英寸包含2540万纳米)
  • 包含纳米尺寸的空间和巨大的内表面积的材料,如硅气凝胶绝缘
  • 有意使用纳米技术制造的材料,被称为工程纳米材料(ENMs),而不是那些自然产生的材料,如细沙滩沙或病毒
  • 结合在一起的材料,这就引出了一个问题:粒子的哪一部分必须是纳米级的

当然,要规范建筑行业中的纳米材料,或理解制造商的信息,就需要对纳米材料的定义达成一致。但通常并不要求贴上标签,制造商可能不会在产品信息或安全数据表中报告包含纳米材料。

更小但更具有生物活性

纳米材料的小尺度使其既能带来好处,也能带来危害。与相同材料的更大颗粒相比,更大的单位质量表面积使纳米颗粒的反应性更强。

例如,许多eNM可以吸入肺部或通过皮肤吸收。国家职业安全与卫生研究院发布了推荐的曝光限制碳纳米管(CNTs)和超细二氧化钛。与石棉一样,CNTs与肺部炎症和瘢痕有关。二氧化钛可能通过吸入造成肺损伤,但也可以通过血脑屏障,在那里的影响是未知的。

固有或工程保护

为了防止外来颗粒的不良反应,身体具有天然保护机制。但他们的工作程度取决于粒子本身。

“正常情况下,肺里有巨噬细胞或细胞来清除异物,”琼斯说。“它们可以把小的或非常短的颗粒或那些缠成一团的颗粒包裹起来,并将它们清除。”但是巨噬细胞不能完全包裹住长纤维。这样那些纤维就不会再出来了。”

问题不在于纳米材料是否有纤维,而在于它们的形状和大小。降低碳纳米管等纳米材料的潜在风险是可能的。例如,制造商可能使用涂层或不同的加工方法,或用更短或更像球的形式代替纤维材料。关键是不要失去理想的性能。

琼斯说:“对于任何纳米材料,如果你以不同的方式设计,身体的行为可能会不同。”“从理论上讲,你可以重新设计它们,使它们不成问题。”

建设的特殊风险

琼斯说:“你可以把碳纳米管放在网球拍的把手中,它将保持在固体状态,永远不会成为问题。”“但这并不能告诉你,如果你把它具体化,放上20年,然后把它拆开,会有什么问题。”

更令人困惑的是,即使你不在混凝土中添加纳米材料,拆除时也可能释放它们。事实上,切割、研磨、打磨或喷洒都可能产生灰尘或薄雾,这些粉尘或薄雾可能被吸入、摄取或吸收。

为了评估风险,您需要确定工人暴露和剂量,但该研究可以复杂。通常,从气溶胶和粉末中释放的颗粒呈现出最关心的问题。

不过,Jones说,建筑工人受到的辐射可能很低,特别是如果有防护措施的话。例如,在处理粉末或气溶胶时,这意味着抑制水、从源头除尘和使用贴面N95口罩(欧盟使用FFP3口罩,中国使用KN95过滤器)。

问题和答案

CPWR工具箱关于纳米材料的讲座覆盖曝光保护,以及其他有用的主题,包括基本原理,鉴定,使纳米水泥与钛和木涂层和污渍。

此外,niosh创造了一张海报引导那些与纳米材料合作的人在施工中如何防止曝光。海报涵盖了三类百分子,潜力降低:潜力最高的干粉;悬浮液体;或物理结合或包封的纳米颗粒。然后,海报列出了询问的问题,以及基于纳米材料的控制和保护措施。

如果一种新材料提供的优势是一个显著的飞跃,承包商可能想要检查供应商,看看它是否包含纳米材料。如果有,询问化学成分、大小、形状、电荷、溶解度和结构。这种可能性几乎是无穷无尽的,但只有一些属性与健康问题有关。

通常,关于评估和响应风险的最佳建议返回旧格言:谨慎行事。无论风险多么小,或者如何不太可能产生可能的后果,保护自己和您的工人危险总会得到关会。

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