Кратковременное воздействие промышленных наночастиц не представляет угрозы безопасности
Кратковременное воздействие искусственных наночастиц, используемых в производстве полупроводников, представляет минимальный риск для людей и окружающей среды. К такому выводу пришла исследовательская группа под руководством Университета Аризоны.
Статья "Physical, chemical and in vitro toxicological characterization of nanoparticles in chemical mechanical planarization suspensions used in the semiconductor industry: towards environmental health and safety assessments", написанная в соавторстве с 27 исследователями из восьми американских университетов, была опубликована в мае 2015 года в журнале Королевского химического общества Environmental Science Nano. Она вошла в топ-10 самых скачиваемых статей журнала за 2015 год. В работе также содержится призыв к дальнейшему анализу потенциальной токсичности при более длительных периодах воздействия.
Исследование и материалы
Исследование было поддержано Исследовательским центром SRC по экологически безопасному производству полупроводников, базирующимся в Университете Аризоны. Для этого исследования компания Cabot Microelectronics предоставила исследователям суспензии искусственных наночастиц, идентичные (за исключением нескольких проприетарных ингредиентов) тем, что используют такие компании, как Intel и IBM.
Инженеры проанализировали физические, химические и биологические свойства четырех наноматериалов на основе оксидов металлов:
- Оксид церия (ceria)
- Оксид алюминия (alumina)
- Две формы диоксида кремния (silica)
Эти материалы обычно используются в суспензиях для химико-механической планаризации (CMP) при производстве полупроводников.
Методы и результаты токсикологических тестов
Исследователи подвергли четыре типа наночастиц в отдельных суспензиях воздействию на:
- Клетки аденокарциномы человека (аденокарцинома альвеолярного базального эпителия) в дозах до 2000 миллиграммов на литр в течение 24–38 часов.
- Морские бактериальные клетки (Aliivibrio fischeri) в дозах до 1300 миллиграммов на литр в течение примерно 30 минут.
Используя различные методы, включая токсикологические биотесты, электронную микроскопию, масс-спектрометрию и лазерное рассеяние, исследователи измерили такие факторы, как размер частиц, площадь поверхности и состав.
Результат: Все четыре типа наночастиц продемонстрировали низкий риск для человеческих и бактериальных клеток. Клетки показали такое же поведение, как и клетки, не подвергавшиеся воздействию наночастиц. Важно отметить, что использованные концентрации были намного выше, чем можно ожидать в окружающей среде.
Контекст и дальнейшие шаги
Наночастицы (меньше 100 нанометров) широко используются в производстве полупроводников, солнечных панелей, косметики, упаковки и других продуктов. После использования они попадают на очистные сооружения. Их поведение в окружающей среде и потенциальное воздействие изучены плохо, и в настоящее время они не регулируются.
Авторы рекомендуют провести дальнейшие исследования для оценки потенциальных неблагоприятных эффектов при более длительном воздействии (например, для рыбы в водоеме, куда сбрасываются сточные воды) и при более высоких концентрациях.