MOGELIJKHEDEN EN BEDREIGINGEN VAN NANOMATERIALEN IN MAINTENANCE

Langere onderhoudsintervallen mogelijk klap voor externe onderhoudsaannemers

Nanotechnologie is in opmars, horen we steeds. Nanodeeltjes dringen door in alle facetten van het leven, van de luchtvaart, elektronica en andere hightech industrieën tot verf en huishoudelijke artikelen. Klopt dat, en wat zijn de gevolgen ervan - met name voor de maintenancebranche? En wat kunnen we in de toekomst verwachten?

Toepassinen nanopartikels — Toepassingen van nanopartikels

KENNIS NOG WEINIG TOEGEPAST IN BEDRIJFSLEVEN

We stellen deze vragen aan Thies Oosterwijk, die zich zowel binnen TNO als bij TMC- nanotechnologie met de toepassing van nanotechnologie bezighoudt. Zijn antwoord is nogal verrassend: “Eigenlijk loopt het met de toepassing van nano in Nederland en de rest van Europa nog niet zo hard, als je kijkt naar de potentie van de technologie. Dat wil zeggen dat er aan de universiteiten heel veel kennis is ontwikkeld, op het gebied van coatings, composietmaterialen ... noem maar op. Maar het bedrijfsleven aarzelt om die kennis toe te passen. Te weinig van de techniek wordt omgezet in toegevoegde waarde voor ondernemingen of de maatschappij."

HOE VEILIG IS NANO NU EIGENLIJK?

Op de vraag hoe dat komt, somt Oosterwijk een aantal remmende factoren op. “Ten eerste weet de industrie vaak niet goed wat je kunt met nanotechnologie. Daar is natuurlijk wel wat aan te doen: bij TMC, maar ook bij het TNO zijn we bezig met overdracht en vertaling van aanwezige academische kennis naar bruikbare toepassingen."

Voor een globale indicatie voor de omgangswijze met nanodeeltjes worden ze ingedeeld en wordt de kans op blootstelling ingeschat

Maar ook als de toegevoegde waarde voor een product of proces duidelijk is, bestaan er nog wel twijfels: “Het is voor een onderneming niet duidelijk hoe veilig nanodeeltjes zijn. En dat is begrijpelijk. Er bestaat nog geen dwingende wetgeving in Europa en de voorlopige veiligheidsadviezen zijn aan de veilige kant - ze zijn gebaseerd op het voorzorgsprincipe."

“De wet stelt terecht harde eisen rond de bescherming van de werknemers, terwijl de vraag hoe veilig nano nu precies is, nog niet goed beantwoord is”

WE WETEN HET NOG NIET

“Waarom er nog geen echte wetgeving is? We weten simpelweg nog niet genoeg van de effecten van afzonderlijke nanomaterialen. Er zijn er ook zoveel en er komen er voortdurend bij. Bovendien zijn er verschillende manieren waarop ze in het lichaam terecht kunnen komen. En de wet stelt - terecht - harde eisen aan de werkgever met betrekking tot de bescherming van de werknemers, terwijl de vraag hoe veilig het nu precies is, nog niet goed beantwoord kan worden. Dat is echt een barrière voor de toepassing van nanotechnologie, en dat zal ook nog wel even zo blijven."

VOORUITGANG

Anderzijds is er de afgelopen jaren ook vooruitgang geboekt. Met de globale 'worst-casebenadering' die TNO gebruikt, kunnen ze een grote mate van zekerheid bieden. Oosterwijk: “Bovendien zijn de meettechnieken flink verbeterd, zodat we kwantitatief inmiddels goed weten waar we over praten. Op dit gebied worden ook nieuwe standaards ontwikkeld. Al groeit de toepassing van nanotechniek in Nederland en Europa natuurlijk minder snel dan in landen waar de veiligheidseisen minder streng of afwezig zijn."

NANO EN MAINTENANCE

“Die potentiële groei van nanotechnieken zal zeker ook van invloed zijn op de onderhoudssector“, aldus Oosterwijk. “Heel veel nanomaterialen hebben betrekking op oppervlaktebehandeling (corrosieresistentie, voorkomen van aanslag en vervuiling, vermijden van aangroei op scheepsrompen …), wat direct verband houdt met maintenance. Net als smeermiddelen, thermische barrières … Nanotechnologie zou wel eens een flinke revolutie teweeg kunnen brengen in de onderhoudswereld."

”De toepassing van nanotechniek groeit in Nederland en Europa minder snel dan in landen waar de veiligheidseisen minder streng of afwezig zijn”

GROEIENDE INTERVALLEN

Thies legt uit dat de verwachte verlenging van onderhoudsintervallen in bijvoorbeeld de chemische industrie tot forse besparingen zal leiden en voor externe onderhoudsaannemers ook wel eens een flinke klap kan gaan betekenen. “Maar uiteindelijk komt het eraan," zegt hij. “Daar ben ik zeker van." Op termijn betekent meer toepassing van nanomaterialen ook een toename van problemen op het gebied van veiligheid. Onderdelen met een nanocoating zullen ooit toch weer moeten worden vervangen, geschuurd en geslepen.

NOG WEL IETS OP TE LOSSEN

“Het probleem," zegt Oosterwijk, “is dat nanomaterialen op het moment nog niet geregistreerd hoeven te worden. Het zijn namelijk officieel geen gevaarlijke materialen. En op coatings uit het Verre Oosten staat vaak helemaal niets. Het zal moeilijk worden om te weten waar je je aan moet houden, als je daar in de toekomst aan gaat werken. Nanomaterialen bieden fantastische mogelijkheden, maar we hebben nog wel het een en ander op te lossen."

WAT ZIJN NANODEELTJES?

ISO TS 80004 definieert een nanodeeltje als een nano-object waarvan de afmetingen in alle dimensies binnen nanoschaal vallen -
een nanometer (nm) is 1×10⁻⁹ m. Het verschil tussen de langste en kortste assen mag daarbij niet meer bedragen dan een factor 3. Ruwweg zijn nanodeeltjes niet veel groter dan heel wat grotere moleculen, zoals eiwitten. Ze hebben een schaal waaronder de gewone (macro-)eigenschappen van een stof, zoals het geleidingsvermogen en corrosiviteit, sterk kunnen variëren. Dat komt vooral doordat de verhouding tussen het oppervlak en het volume van nanodeeltjes in verhouding veel groter is dan die van hetzelfde materiaal in de macroscopische wereld. Het grotere oppervlak betekent in de meeste gevallen dat nanodeeltjes veel reactiever zijn dan grotere deeltjes, een gewaardeerde eigenschap, waardoor ze tezelfdertijd gelden als zijnde potentieel gevaarlijk voor de gezondheid. Bovendien kunnen nanodeeltjes door hun kleine formaat makkelijk tot diep in levende weefsels doordringen.

Antibacteriële en corrosiewerende nanocoatings verkleinen de onderhoudsfrequentie van oppervlakken

VOORBEELD: NANOCOATINGS

Een voorbeeld van een populaire nanotechtoepassing in maintenance vormen antibacteriële coatings, bijvoorbeeld in ziekenhuizen. De coatings bevatten nanodeeltjes titaandioxide (TiO₂) en/of zilver (Ag). Die katalyseren de afbraak van organisch vuil op het behandelde oppervlak. Onder invloed van ultraviolet (zon)licht vormen zich op het oppervlak zuurstof- of hydroxylradicalen die het vuil oxideren. Vervolgens volstaat een regenbui of gewoon water om vuilresten weg te spoelen. Zelfreinigende coatings met nanodeeltjes van (in vele gevallen) siliciumdioxide (SiO₂) op ramen en keramiek (sanitair) creëren een grillig oppervlak, zodat het vuil minder goed op het oppervlak hecht en zich vlotter laat verwijderen. Dergelijke toepassingen brengen met name gezondheidsrisico's mee tijdens het aanbrengen (spuiten, schilderen) en het bewerken van behandelde oppervlakken, zoals door schuren of zagen. Een normaal gebruik, inclusief schoonmaken, houdt weinig risico's in.

WIE IS THIES OOSTERWIJK?

Thies Oosterwijk verdeelt zijn werkweek tussen TNO en TMC. Bij TNO (Zeist) werkt hij binnen het RAPID- project (Risk Assessment of Products in Development) aan het veilig op de markt brengen van innovatieve nanotoepassingen. TMC is een ingenieursbureau en consultancy dat zich bezighoudt met de technologische ontwikkelingen binnen een groot aantal Nederlandse ondernemingen en overheidsinstellingen (Philips, ASML, DSM etc.). Daarbij begeleiden ze de betrokken technische professionals en bieden ze hun mogelijkheden om hun kennis te vergroten en onderling uit te wisselen.

Mogelijkheden en bedreigingen van nanomaterialen in maintenance