Naarmate technische nanomaterialen steeds meer hun weg vinden naar commerciële producten, onderzoekers die de mogelijke milieu- of gezondheidseffecten van die materialen bestuderen, staan ​​voor een groeiende uitdaging om ze nauwkeurig te meten en te karakteriseren. Deze uitdagingen zijn van invloed op metingen van chemische en fysische basiseigenschappen, evenals op toxicologische beoordelingen.

Om nano-EHS (milieu, Gezondheids- en veiligheidsonderzoekers navigeren door de vaak complexe meetproblemen, het National Institute of Standards and Technology (NIST) heeft een nieuwe website gelanceerd die gewijd is aan door NIST ontwikkelde (of mede ontwikkelde) en gevalideerde laboratoriumprotocollen voor nano-EHS-onderzoeken.

In het gewone laboratoriumtaal, een "protocol" is een specifieke stapsgewijze procedure die wordt gebruikt om een ​​meting of gerelateerde activiteit uit te voeren, inclusief alle benodigde chemicaliën en apparatuur. Elk peer-reviewed tijdschriftartikel dat een experimenteel resultaat rapporteert, heeft een sectie "methoden" waar de auteurs hun meetprotocol documenteren, maar die beschrijvingen zijn noodzakelijkerwijs kort en beknopt, en kan enige vorm van validatie missen. Ter vergelijking, op de nieuwe website Protocollen voor Nano-EHS van NIST zijn de protocollen buitengewoon gedetailleerd. Voor het gemak van citeren, ze worden afzonderlijk gepubliceerd, elk met zijn eigen unieke digitale object-ID (DOI).

De protocollen beschrijven niet alleen wat u moet doen, maar waarom en wat kan er mis gaan. De specificiteit is belangrijk, aldus programmadirecteur Debra Kaiser, vanwege de inherente moeilijkheid om betrouwbare metingen van dergelijke kleine materialen uit te voeren. "Vaak, als u iets schijnbaar triviaal doet, gebruik dan een pipet van een ander formaat, u krijgt bijvoorbeeld een ander resultaat. Ons doel is om mensen te helpen gegevens te verkrijgen die ze kunnen reproduceren, gegevens die ze kunnen vertrouwen."

Een typische waarschuwing, bijvoorbeeld, merkt op dat als je een instrument gebruikt dat de grootte van nanodeeltjes in een oplossing meet door hoe ze licht verstrooien, het is ook belangrijk om het transmissiespectrum van de deeltjes te meten als ze gekleurd zijn, want als ze licht sterk absorberen met dezelfde frequentie als uw instrument, het resultaat kan vertekend zijn.

"Deze metingen zijn moeilijk vanwege de kleine omvang, " legt Kaiser uit. "Hiervoor zijn nog maar weinig nieuwe instrumenten ontwikkeld. Mensen passen bestaande instrumenten en methoden aan het werk aan, maar vaak worden die instrumenten tegen hun grenzen aan gebruikt en zijn de methoden ontwikkeld voor chemicaliën of bulkmaterialen en niet voor nanomaterialen."

"Bijvoorbeeld, NIST biedt een referentiemateriaal voor het meten van de grootte van gouden nanodeeltjes in oplossing, en we rapporteren zes verschillende maten, afhankelijk van het instrument dat u gebruikt. We doen het op die manier omdat verschillende instrumenten verschillende aspecten van de afmetingen van een nanodeeltje waarnemen. Een elektronenmicroscoop vertelt je iets anders dan een dynamisch lichtverstrooiingsinstrument, en de onderzoeker moet dat begrijpen."

De nano-EHS-protocollen die worden aangeboden door de NIST-site, Keizer zegt, zou de basis kunnen vormen voor op consensus gebaseerde, formele testmethoden zoals gepubliceerd door ASTM en ISO.

Op de nano-EHS-protocolsite van NIST staan ​​momenteel 12 verschillende protocollen in drie categorieën:monstervoorbereiding, fysisch-chemische metingen en toxicologische metingen. Er zullen meer protocollen worden toegevoegd naarmate ze gevalideerd en gedocumenteerd zijn. Suggesties voor aanvullende protocollen zijn welkom op [email protected].