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什麼是奈米粒子?

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什麼是奈米粒子?

定義和討論

這個問題的簡單答案是任何小於 100 nm 的粒子。但就像粒子技術中的大多數事情一樣,需要更徹底的討論才能獲得明確和完整的回應。國際標準化組織 (ISO) 和美國材料試驗協會 (ASTM) 的專家對此定義提供了更多細微差別。標準組目前達成的共識是,1 – 100 nm 的尺度定義了奈米顆粒的尺寸範圍。為了避免將原子簇稱為粒子,可以排除低於 1 nm 的粒子,但文獻中包含對 < 1 nm 粒子的引用。由於顆粒是三維的,ASTM 標準定義二維或三維必須在 1 – 100 nm 之間。這提供了直徑為10 nm但長度> 100 nm的奈米管。

來自 ISO/TS 276871

該文件列出了與奈米技術領域的粒子相關的各種術語和定義。

文件中所描述的奈米尺度的定義是:

奈米級:尺寸範圍約為 1 nm 至 100 nm。這個定義附有兩個註解:

註 1:不是從較大尺寸推斷的屬性通常(但不排他)在此尺寸範圍內表現出來。對於此類屬性,尺寸限制被認為是近似的。

註2:在該定義中引入下限(約1 nm)是為了避免單一和小原子團被指定為奈米物體或奈米結構的元素,這可能是由於沒有下限而暗示的。

來自 ASTM E2456-06²

此 ASTM 標準定義了多個術語,包括奈米顆粒、細顆粒、超細顆粒等。 ASTM 定義本質上也是 1-100nm,但提到了維度數並帶有標題為「討論」的註釋:

奈米顆粒,n—奈米技術中超細顆粒的子分類,其二維或三維長度大於0.001 微米(1 奈米)且小於約0.1 微米(100 奈米),並且可能會或可能不會表現出與尺寸相關的密集型財產。

討論-該術語是關於尺寸範圍和與尺寸相關的屬性的存在的爭議主題。目前的用法強調定義中的大小而不是屬性。長度尺度可以是適合奈米粒子的預期用途的流體動力學直徑或幾何長度。

歐盟已經討論了這個主題,並發布了一份新出現和新發現的健康風險科學委員會 (SCENIHR) 的文件,提供了一種更複雜的方法。本文件將奈米顆粒細分為三類,如下所述。

來自 SCENIHR3

第 1 類:尺寸 > 500 nm

如果材料的尺寸(例如平均值、中位數等)高於 500 nm,則假定下端的尺寸分佈很可能高於指定的下限閾值 100 nm。這應該透過確定尺寸分佈來確認。因此,對可能的奈米特定特性進行進一步評估的需要可能不太重要,因此目前應考慮材料的顆粒性質來進行經典風險評估。

類別2:500 nm>尺寸>100 nm

當尺寸<500 nm時,部分尺寸分佈更有可能低於100 nm,並且材料可以被視為奈米材料,因此需要更詳細的表徵和奈米特定風險評估。

如果表徵顯示>0.15%(或任何指定的百分比)的數量尺寸分佈<100 nm,則應進行奈米特定風險評估。如果不滿足這些特性,則對可能的奈米特定特性進行進一步評估的需要可能會優先順序較低,因此目前應考慮材料的顆粒性質進行經典風險評估。

第 3 類:100 nm> 尺寸 >1 nm

該材料被認為是奈米材料,必須進行奈米特定的風險評估。高於閾值(例如 >60 m2/cm3)的 VSSA 可用作指示尺寸低於 100 nm 的附加限定符。然後,奈米顆粒的類別定義了建議的風險評估方法。

Conclusions

奈米顆粒(1-100 nm 之間)的基本定義與此處引用的文檔相同。所有文件都包含一個或多個定義的細微差別這一事實表明,短語「取決於樣本」在粒子表徵領域很常見。考慮粒度分佈是適當的,並且在 SCENHIR 文件中進行了討論。

參考資料

1.  ISO ISO/TS 27687:2008 Nanotechnologies - Terminology and definitions for nano objects - nanoparticle, nanofibre and nanoplate. Available at: http://www.iso.org/iso/iso_catalogue.htm

2.  ASTM 2456-06 Standard Terminology Relating to Nanotechnology. Available at: http://www.astm.org/Standard/index.shtml

3.  Scientific Basis for the Definition of the Term "nanomaterial", ISSN 1831-4783 ISBN 978-92-79-12757-1, doi:10.2772/39703 ND-AS-09-004-EN-N.

4.  Burgess, et. al., Particle Size Analysis: AAPS Workshop Report, Cosponsored by the Food and Drug Administration and the United States Pharmaceopeia, The AAPS Journal 2004; 6 (3) Article 20 (http://www.aaps.org).

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