Poiché i nanomateriali ingegnerizzati trovano sempre più la loro strada nei prodotti commerciali, i ricercatori che studiano i potenziali impatti ambientali o sulla salute di quei materiali affrontano una sfida crescente per misurarli e caratterizzarli con precisione. Queste sfide riguardano le misurazioni delle proprietà chimiche e fisiche di base, nonché le valutazioni tossicologiche.

Per aiutare nano-EHS (Ambiente, I ricercatori in materia di salute e sicurezza affrontano i problemi di misurazione spesso complessi, il National Institute of Standards and Technology (NIST) ha lanciato un nuovo sito web dedicato ai protocolli di laboratorio sviluppati (o co-sviluppati) dal NIST e convalidati per gli studi nano-EHS.

Nel linguaggio comune di laboratorio, un "protocollo" è una specifica procedura passo passo utilizzata per eseguire una misurazione o un'attività correlata, compresi tutti i prodotti chimici e le attrezzature necessarie. Qualsiasi articolo di giornale sottoposto a revisione paritaria che riporta un risultato sperimentale ha una sezione "metodi" in cui gli autori documentano il loro protocollo di misurazione, ma quelle descrizioni sono necessariamente brevi e condensate, e può mancare di convalida di qualsiasi tipo. A confronto, sul nuovo sito web Protocols for Nano-EHS del NIST i protocolli sono straordinariamente dettagliati. Per facilità di citazione, vengono pubblicati singolarmente, ciascuno con il proprio identificatore di oggetto digitale (DOI) univoco.

I protocolli descrivono non solo cosa dovresti fare, ma perché e cosa potrebbe andare storto. La specificità è importante, secondo la direttrice del programma Debra Kaiser, a causa della difficoltà intrinseca di effettuare misurazioni affidabili di materiali così piccoli. "Spesso, se fai qualcosa di apparentemente banale, usa una pipetta di dimensioni diverse, per esempio, ottieni un risultato diverso. Il nostro obiettivo è aiutare le persone a ottenere dati che possono riprodurre, dati di cui possono fidarsi."

Una tipica cautela, Per esempio, osserva che se stai utilizzando uno strumento che misura la dimensione delle nanoparticelle in una soluzione in base al modo in cui diffondono la luce, è importante anche misurare lo spettro di trasmissione delle particelle se sono colorate, perché se assorbono fortemente la luce alla stessa frequenza del tuo strumento, il risultato potrebbe essere distorto.

"Queste misurazioni sono difficili a causa delle piccole dimensioni coinvolte, " spiega Kaiser. "Per questo sono stati sviluppati pochissimi nuovi strumenti. Le persone stanno adattando gli strumenti e i metodi esistenti per il lavoro, ma spesso questi strumenti vengono utilizzati vicino ai loro limiti e i metodi sono stati sviluppati per prodotti chimici o materiali sfusi e non per i nanomateriali".

"Per esempio, Il NIST offre un materiale di riferimento per misurare la dimensione delle nanoparticelle d'oro in soluzione, e riportiamo sei diverse dimensioni a seconda dello strumento che utilizzi. Lo facciamo in questo modo perché strumenti diversi rilevano aspetti diversi delle dimensioni di una nanoparticella. Un microscopio elettronico ti sta dicendo qualcosa di diverso da uno strumento di diffusione dinamica della luce, e il ricercatore deve capirlo".

I protocolli nano-EHS offerti dal sito NIST, Kaiser dice, potrebbe costituire la base per un consenso, metodi di prova formali come quelli pubblicati da ASTM e ISO.

Il sito del protocollo nano-EHS del NIST attualmente elenca 12 diversi protocolli in tre categorie:preparazione del campione, misurazioni fisico-chimiche e misurazioni tossicologiche. Altri protocolli verranno aggiunti man mano che verranno convalidati e documentati. Suggerimenti per protocolli aggiuntivi sono benvenuti a nanoprotocols@nist.gov.