Rafał Banasiuk Nanowave. Zastosowania nanomateriałów w przemyśle

Transkrypt

1

2 Rafał Banasiuk Nanowave Zastosowania nanomateriałów w przemyśle

3 Nanocząstki KRÓTKIE WPROWADZENIE Czym są nanocząstki: Rozmiar pomiędzy 1 a 100nm przynajmniej w jednym wymiarze. Wysoki stosunek powierzchni właściwej do masy. Często posiadają unikatowe właściwości optyczne. Zazwyczaj oddziaływają inaczej niż swoje nie-nano odpowiedniki.

4 Nanocząstki Srebra WŁAŚCIWOŚCI I WĄTPLIWOŚCI Wysoka stabilność chemiczna i przewodnictwo elektryczne Korzystny stosunek ceny do właściwości Efektywne w niskich stężeniach Od wieków znane jako środek przeciwdrobnoustrojowy ale.. Efektem ciągłego narażenia na srebro może być argyria (srebrzyca) Najmniejsza dawka wywołująca objawy to 0,014mg/kg masy ciała (około 1mg/dziennie na osobę) przy chronicznej ekspozycji Toksyczność jest przypisywana formie Ag + Nanocząstki obniżają konieczną efektywną dawkę srebra

5 Patogeny ESKAPE Enterococcus faecium (oporny na wankomycynę VRE) Staphylococcus aureus (metycylinooporny MRSA lub o zmniejszonej wrażliwości na wankomycynę hvisa) Klebsiella pneumoniae (oporny na karbapenemy) Acinetobacter baumannii (oporny na karbapenemy) Pseudomonas aeruginosa (oporny na karbapenemy) Enterobacter spp. (oporne na karbapenemy)

6 Patogeny LISTA WHO Priorytet 1: KRYTYCZNY Acinetobacter baumannii Pseudomonas aeruginosa Enterobacteriaceae Priorytet 2: WYSOKI Enterococcus faecium Staphylococcus aureus Helicobacter pylori Campylobacter spp. Salmonellae Neisseria gonorrhoeae Priorytet 3: ŚREDNI

7 Patogeny ROSNĄCY PROBLEM Oporność na antybiotyki Źle dobrane antybiotykoterapie Antybiotykoterapie przerwane przez pacjenta Leczenie zakażeń wirusowych antybiotykami Wykorzystywanie przeterminowanych antybiotyków i samoleczenie Niski poziom innowacyjności Większość nowych antybiotyków to modyfikacje istniejących Raport WHO z 20 września 2017 wymienia tylko 8 innowacyjnych antybiotyków z grupy 51 znajdujących się na etapie badań

8 Patogeny WYSTĘPOWANIE PROBLEMU Placówki służby zdrowia Szpitale Przychodnie Budynki użyteczności publicznej Urzędy Szkoły Przedszkola Komunikacja zbiorowa Miejsca trudno dostępne do sanityzacji Kanały wentylacyjne Chropowate powierzchnie

9 Patogeny ROZWIĄZANIE? Produkcja nowatorskich antybiotyków Nowe grupy antybiotyków Poprawa efektywności znanych (efekt synergii) Prewencja i kampanie społeczne Uświadamiające o stosowaniu antybiotyków Prewencyjne przeciw zakażeniom lub.. Nanotechnologia Powłoki Tkaniny Posadzki Meble Urządzenia medyczne Filtry

10 Nanocząstki RYNEK Według rapotu "Nanotechnology Market By Type (Nanocomposites, Nanofibers, Nanoceramics, Nanomagnetics); By Application (Medical diagnosis, Energy, ICT, Nano-EHS); By End-Users (Electronics, Pharmaceuticals, Biotechnology, Textile, Military) - Forecast ( ) opublikowanego przez IndustryARC: Skumulowany roczny wskaźnik wzrostu rynku nanomateriałów będzie wynosił 16,9% Wartość rynku nanomateriałów do roku 2021 będzie wynosić 12,83 miliarda dolarów

11 Nanocząstki RYNEK

12

13 Nanowave TECHNOLOGIA Proces syntezy nanocząstek Nanowave opiera się na powstaniu fotoczułego prekursora nanocząstek, a następnie redukcji prekursora do formy metalicznej w otoczeniu substancji blokującej powstawanie dużych agregatów nanocząstek. Proces przebiega w jednym reaktorze i jest łatwo skalowalny. Jako katalizator wykorzystujemy światło diodowe o ściśle określonej długości fali.

14 Nanowave TECHNOLOGIA Reagenty wymagane do syntezy należą do grup podstawowych odczynników chemicznych. Proces nie jest uzależniony od jednego dostawcy surowców, a najwyższym kosztem jest prekursor nanocząstek. Proces przebiega w temperaturze pokojowej pod ciśnieniem normalnym. Jest katalizowany z wykorzystaniem energooszczędnego światła diodowego. Dzięki prostej technologii możliwa jest pełna automatyzacja procesu.

15 Nanowave TECHNOLOGIA Metoda wykorzystuje wodę jako środowisko reakcji. Dzięki zastosowaniu filtrów przepływowych możliwa jest produkcja nanocząstek w zamkniętym obiegu wody. Substraty wykorzystywane do syntezy znajdują powszechne zastosowanie w produktach medycznych, kosmetycznych bądź chemii domowej i są uznawane za bezpieczne. Proces przebiega w temperaturze pokojowej z wykorzystaniem światła diodowego. Dzięki temu znacząco obniżamy emisję dwutlenku węgla do środowiska

16 Nanowave NANOKOLOIDY Nanokoloidy srebra Stężenie srebra do 3000 ppm (3g/l) Wysoka aktywność przeciwdrobnoustrojowa Możliwość syntezy nanocząstek o różnej morfologii (kule, sześciany) Stabilne w środowisku wodnym Stabilne w rozpuszczalnikach organicznych takich jak metanol, izopropanol Nanokoloidy platyny Nanokoloidy miedzi

17 Nanowave NANOKOLOIDY Nanokoloidy srebra Stężenie srebra do 3000 ppm (3g/l) Wysoka aktywność przeciwdrobnoustrojowa Możliwość syntezy nanocząstek o różnej morfologii (kule, sześciany) Stabilne w środowisku wodnym Stabilne w rozpuszczalnikach organicznych takich jak metanol, izopropanol Nanokoloidy platyny Nanokoloidy miedzi

18 Nanowave BEZPIECZEŃSTWO STOSOWANIA Nanokoloidy srebra Pełna aktywność przeciwdrobnoustrojowa in vitro przy stężeniu około 1µg/ml Nietoksyczne w stężeniu bakteriobójczym dla keratynocytów Przy wejściu do krwioobiegu wykazują niską toksyczność względem jednojądrzastych komórek krwi obwodowej

19 Nanowave BEZPIECZEŃSTWO STOSOWANIA A) Kontrola; (B) PBMC traktowane 0.2 µg/ml Nanowave 45T

20 Dodatek do farb proszkowych PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Dodatek nanocząstek na nośniku rzędu 1,45% całkowicie uniemożliwia wzrost chorobotwórczym bakteriom takim jak Pseudomonas aeruginosa czy Staphylococcus aureus Dodanie nanocząstek nie wymaga zmian w procesie produkcyjnym gdyż nanocząstki są nanoszone na wypełniacz (tlenek krzemu).

21 Dodatek do farb proszkowych PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Powłoki proszkowe wykorzystujące technologię Nanowave mają zastosowanie w miejscach narażonych na ciągły kontakt z mikroorganizmami (np. placówki służby zdrowia) jak i miejscami trudnodostępnymi do czyszczenia (przewody wentylacyjne). Zastosowanie powłok przeciwdrobnoustrojowych zmniejsza zapotrzebowanie na użycie biobójczych środków czyszczących i zapewnia lepszą ochronę przed drobnoustrojami od tradycyjnych powłok. Metalowa blaszka pokryta farbą proszkową z nanocząstkami srebra

22 Dodatek do farb lateksowych PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Dzięki zastosowaniu wody jako środowiska reakcji koloid Nanowave może być stosowany bezpośrednio jako dodatek do farb lateksowych. Niskie efektywne stężenie umożliwia zachowanie koloru farby nawet w przypadku białych farb. Farba z dodatkiem koloidu Nanowave w warunkach rzeczywistych zapobiega wzrostowi grzybów pleśniowych. Dodatek nie posiada zapachu ani właściwości utrudniających z nim pracę w porównaniu do farb lateksowych bez dodatków. A B (A) Farba lateksowa (B) Farba lateksowa z 0,5% dodatkiem Nanowave 45T Zdjęcie wykonane po roku od pomalowania powierzchni.

23 Polimery PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Z powodzeniem udało się wprowadzić nanocząstki Nanowave 45T do polimerów HDPE i innych o zastosowaniach medycznych. Badania wykazały brak toksyczności dla komórek ludzkich stężeń nanosrebra do 1g/kg polimeru. Stężenie 200mg/kg polimeru wykazuje całkowite zahamowanie rozwoju drobnoustrojów (aktywność oznaczona wg normy ASTM E ). Opracowana technologia umożliwia inkorporację nanocząstek do dowolnej formy przy użyciu standardowych metod wtrysku.

24 Polimery PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Możliwe zastosowania Powierzchnie przeciwdrobnoustrojowe Elementy obudów urządzeń medycznych Elementy wykończeniowe sali szpitalnych Obudowy urządzeń AGD i RTV Futerały dla telefonów komórkowych Inne przedmioty narażone na kontakt z patogenami

25 Środki dezynfekcyjne PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ Firma Nanowave obecnie opracowuje środek do czyszczenia powierzchni z dodatkiem nanocząstek. Badania naukowe wykazały wiązalność nanocząstek do DNA bakteryjnego. Uniemożliwia im to dalsze namnażanie. Mechanizm ten działa na bakterie lekooporne. Zdjęcia przedstawiają obrazy z transmisyjnego mikroskopu elektronowego bakterii z rodzaju Pseudomonas aeruginosa przed i po zastosowaniu koloidu Nanowave. Na drugim zdjęciu wyraźnie widać agregację DNA bakterii (zaciemnione plamy)

26 Nanowave MOŻLIWOŚCI, PERSPEKTYWY Firma Nanowave specjalizuje się w dostosowywaniu procesu produkcji nanocząstek i jego inkorporacji do produktów klienta. Nasza technologia jest skalowalna, a obecne możliwości produkcji wynoszą około 1 tony koloidu o stężeniu 1000 ppm miesięcznie. Technologia może zostać w pełni zautomatyzowana co umożliwi dalsze obniżenie i tak już niskich kosztów produkcji.

27 Dziękuje za uwagę ZAPRASZAMY DO WSPÓŁPRACY