Ceria (Seryum Oksit, CeO2) nanopartikülleri, benzersiz antioksidan özellikleri ve katalitik yetenekleri sayesinde tıp, enerji ve malzeme bilimlerinde hızla popülerlik kazanmıştır. Nanopartikülleri sıvı süspansiyonlar veya kuru tozlar halinde değil de, aerosol formunda üretmek veya işlemek, özellikle ince film biriktirme veya gaz fazı sentezi gibi uygulamalar için kritik öneme sahiptir.
Ancak, nanopartiküllerin küçük boyutu, güvenlik risklerini artırır. İşte Ceria nanopartikül aerosol üretimine genel bir bakış ve bu süreçte alınması gereken en temel güvenlik önlemleri.
Aerosoller, katı veya sıvı partiküllerin bir gaz içinde asılı kaldığı sistemlerdir. Nanopartikül Ceria aerosolu üretmek için yaygın olarak iki ana yöntem kullanılır:
Bu yöntem, partikülleri doğrudan gaz fazında oluşturur ve en saf, en iyi kontrol edilen nanopartikülleri sağlar.
Prensip: Seryum içeren bir öncü madde (genellikle bir metal organik bileşik veya nitrat), yüksek sıcaklıkta buharlaştırılır ve bir taşıyıcı gaz (örneğin azot veya argon) içine alınır. Sıcaklık düşürüldükçe, öncü madde ayrışarak katı Ceria nanopartikülleri halinde çekirdeklenir ve büyüyerek bir aerosol oluşturur.
Bu yöntem, sıvı süspansiyonları kullanarak daha büyük ölçekli ve nispeten basit bir üretim sunar.
Prensip: Ceria nanopartikül öncüsünün (tuz çözeltisi) bulunduğu sıvı bir çözelti, bir atomizer (püskürtücü) aracılığıyla ince damlacıklar (aerosol) halinde bir fırına gönderilir. Damlacıklar fırında kurur ve öncü madde ayrışarak katı Ceria nanopartikülleri haline gelir.
Nanopartiküllerin en önemli sağlık riski, boyutu nedeniyle vücuda girme şeklidir. Geleneksel mikron boyutlu tozlar üst solunum yollarında tutulurken, 100 nanometreden küçük Ceria nanopartikülleri kolaylıkla akciğerin derin kısımlarına (alveollere) ulaşabilir ve buradan kan dolaşımına geçebilir.
Potansiyel Etkiler: Ceria'nın benzersiz redoks kimyası (Ce+3 / Ce+4 geçişi), vücutta hem antioksidan hem de pro-oksidan etkiler göstererek hücresel hasara yol açma potansiyeli taşır. Aerosol formundaki Ceria'ya maruz kalmak, akciğerde iltihaplanmaya veya uzun vadede diğer organlarda sorunlara yol açabilir.
Nanopartikül aerosollerle çalışırken sıfır maruziyet hedefiyle hareket edilmelidir.
Kapalı Sistemler: Mümkün olduğunca aerosol üreten veya işleyen tüm sistemler (gaz fazı reaktörleri, fırın çıkışları) tamamen kapalı olmalı ve sızdırmazlık sağlanmalıdır.
Yüksek Verimli Havalandırma: Tüm aerosol üretimi, hava akışının içeriye doğru olduğu (negatif basınç) ve HEPA (Yüksek Verimli Partikül Hava) filtreli havalandırma sistemlerine sahip Biyogüvenlik Kabinleri (BSC) veya Çeker Ocaklar (Fume Hood) içinde yapılmalıdır.
Hava Kilidi Alanları: Aerosol üretiminin yapıldığı laboratuvarlar, genel bina havalandırmasından ayrı tutulmalı ve negatif basınçta çalışmalıdır.
Solunum Koruması: Aerosol oluşumu olasılığı yüksek olan durumlarda veya sistem arızalarında, uygun şekilde takılmış ve test edilmiş (fit-test) P100 filtreli respiratörler veya havalı solunum cihazları (SAR) kullanılmalıdır.
Deri Koruması: Nanopartiküllerin ciltten emilimini önlemek için sıvı geçirmez laboratuvar önlükleri, uzun pantolonlar ve nitril eldivenler (gerekirse çift kat) kullanılmalıdır.
Minimal Hareket: Aerosol oluşumunu tetikleyen vortex karıştırma, ultrasonik işlem veya pipetleme gibi faaliyetler, her zaman kapalı bir kabin içinde yapılmalıdır.
Kapalı Taşıma: Nanopartikül içeren süspansiyonlar ve tozlar, sızıntı riskini en aza indirmek için daima kapalı kaplarda taşınmalıdır.
Dökülme Prosedürü: Kuru süpürme ve basınçlı hava kullanmak kesinlikle yasaktır, çünkü bu aerosol oluşumunu artırır. Kuru Ceria nanopartikül dökülmeleri yalnızca HEPA filtreli vakumlar kullanılarak temizlenmelidir.
Ceria nanopartikül aerosolleri, ileri teknolojide çığır açan uygulamalar sunsa da, bu parçacıkların benzersiz tehlikeleri vardır. Üretim ve işleme sırasında kapalı sistemlere, güçlü mühendislik kontrollerine ve titizlikle uygulanan PPE kullanımına odaklanmak, bilim insanlarımızın sağlığını ve güvenliğini korumak için vazgeçilmezdir.
