Current Research and Development of Nanometrology in Thailand - PowerPoint PPT Presentation

Current Research and Development of Nanometrology in Thailand “Experience and Practices in the Testing, Characterization, Standardization and Certification of Nanoproducts” Annop Klamchuen Head of Nano Characterization Laboratory (NCL) National Nanotechnology Center (NANOTEC), Thailand

O utlines 1. Current Status of Nano Products 2. Nano Products Characterization - Guidelines & Best Practices from THAILAND – 3. Important of Traceability -Preliminary Work on Inter-Laboratory Comparison- 4. Certification -Best practices and experiences from THAILAND -

Nano Products in Market Place Many nano products are being developed and marketed without detailed characterization nor prior review and approval of their efficacy and safety.

Characterization & Regulatory Gaps of Nano Products • No agreed protocols for physico-chemical characterization • Existing ‘methods of test’ may not be suitable for nanoscale devices and dimensions • Measurement techniques and instruments need to be developed and/or standardized • Calibration procedures and CRMs needed for validation of test instruments at nanoscale

Nanotechnology Value Chain Nanomaterials Nanointermediates Nano-enable products Finished goods Intermediate Nanoscale structures in incorporating products with unprocessed form nanotechnology nanoscale features … Needs !! Test methods, Instruments, Standards, Safety Nanotechnology may become a new non-tariff barrier

LA LACK CK OF OF INFOR ORMA MATI TION ON INFORMATION OF THE TEST ITEM WHICH PART IS CLAIMED NANO ? • COMPOSITION OF THE NANO • FUNCTION CLAIMED •

WH WHERE IS MY MY NANOMA OMATE TERIALS LS ?

NAT NATIV IVE ST E STAT ATE > E > > > C COM OMPLEX M EX MAT ATRIX RIX

NAT NATIV IVE ST E STAT ATE > E > > > C COM OMPLEX M EX MAT ATRIX RIX PURE ¡NANOMATERIALS ¡ Sample 15 Sample 28 Sample 32 Sample 55

WHICH INSTRUM UMENT BEST ? DLS TEM SEM AFM

WH WHICH CH STA TANDA DARD D ME METH THOD OD ? Test Method Titles ISO 22916: 2011 Antimicrobial products – Test for Antimicrobial Activity and Efficacy JIS Z 2801: 2006 Test for Antimicrobial Activity of Plastics AATCC 100 (2004) Assessment of Antimicrobial Finishes on Textile Materials Determining the Antimicrobial Activity of Immobilized Antimicrobial Agents under ASTM E2149-10 Dynamic Contact Conditions CLSI M7-A7 MIC (2006) Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria that Grow Aerobically AATCC 147 (2011) Antibacterial Activity Assessment of Textile Materials: Parallel Streak Method JIS L 1902: 2008 Testing for Antibacterial Activity and Efficacy on Textile Products NCCLS M2-A6 (DISK) Antimicrobial Disk Susceptibility Tests

Na/onal ¡Advanced ¡Nano-­‑characteriza/on ¡Center ¡(NANC) ¡ ¡ Flagship

OUR ¡ ¡FACILITIES ¡ ¡ Advanced ¡Op9cal ¡Microscopy ¡ Nano ¡Imaging ¡Laboratory ¡ Nanopar9cle ¡Detec9on ¡& ¡Sizing ¡ & ¡Spectroscopy ¡Laboratory ¡ Laboratory ¡ Integrated ¡NanoMaterials ¡ Analy9cal ¡NanoChemistry ¡ NanoProduct ¡Func9onality ¡& ¡ Characteriza9on ¡Laboratory ¡ Laboratory ¡ Specifica9on ¡Laboratory ¡ Nanoproduct ¡safety ¡Laboratory ¡

Flagship: ¡NanoMARKS ¡ “ Nanometrology ” ¡& ¡ “ Nanosafety ” ¡ Co-R&D Nano-characterization Laboratory (NCL) Nano Safety and Risk Assessment Laboratory Flagship (SRA) ¡ NANC ¡ ¡ NANOTEC ¡ ¡ Standard ¡ Protocol ¡ -­‑ Stakeholder ¡panel ¡ -­‑ Reference ¡Materials ¡ -­‑ Sign ¡an ¡ “ NDA ” ¡ ¡ -­‑ Inter-­‑lab ¡comparison ¡ -­‑ Representa9ve ¡from ¡NANOTEC ¡ -­‑ Workshop ¡and ¡Training ¡ ¡ -­‑ Workshop ¡and ¡training ¡ “ Micrometrology ” ¡& ¡ “ Chemical ¡safety ” ¡ Na#onal ¡Ins#tute ¡of ¡Metrology ¡Thailand ¡

Tes/ng ¡of ¡Products ¡Containing ¡Nanomaterials ¡ Thailand ¡is ¡presently ¡establishing ¡of ¡standard ¡tes9ng ¡and ¡characteriza9on ¡services ¡ to ¡specific ¡requirements ¡of ¡targeted ¡industrial ¡sectors ¡ Food ¡ Cosme/c ¡ Petrochem. ¡ Tex/le ¡ ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡1. ¡ ¡ ¡ ¡Physico-­‑chemical ¡characteriza9on ¡of ¡nanomaterials ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡2. ¡ ¡ ¡ ¡Func9onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡3. ¡ ¡ ¡ ¡Safety ¡assessment ¡of ¡nanomaterials ¡ Test ¡Parameters ¡ ¡ Size ¡ Composi9on ¡ An9bacterial ¡ac9vity ¡ Skin ¡irrita9on/ ¡corrosion ¡ q q q q Shape ¡ ¡ Surface ¡chemistry ¡ Water ¡repellent ¡ac9vity ¡ Cytotoxicity ¡ q q q q Surface ¡area ¡ Surface ¡ac9vity ¡ Etc. ¡ Phototoxicity ¡ q q q q ¡ Agglomera9on ¡state ¡ Crystal ¡structure ¡ ¡ Genotoxicity ¡ q q q Structure ¡ Solubility Ecotoxicity ¡ q q q

CASCADE ¡ANALYSIS ¡OF ¡NANOPRODUCT ¡ Sectors ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡ Foods/ ¡ ¡ Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡ - Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ - Food ¡Addi/ves ¡/ ¡ Release ¡test ¡ - Agricultural ¡products ¡ Biological ¡and ¡cell-­‑based ¡model ¡assays ¡ - ¡ ¡ Cytotoxicity ¡ ¡ - Absorp/on ¡ - Metabolism: ¡interac/on ¡with ¡hepa/c ¡enzyme ¡ ¡ - Immunotoxicity ¡ - Genotoxicity ¡(Comet ¡assay ¡and ¡micronucleus ¡assay) ¡ - ¡ Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡ - Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ Paints ¡/ ¡Coa/ng ¡ ¡ - Release ¡test ¡ - Health: ¡Cell-­‑based ¡model ¡assays ¡ - Penetra/on ¡test ¡ ¡ - Acute ¡toxicity ¡assay ¡ - Immunotoxicity ¡assay ¡ - Genotoxicity ¡(Comet ¡assay ¡and ¡micronucleus ¡assay) ¡ - Environment: ¡Ecotoxicity ¡ -

CASCADE ¡ANALYSIS ¡OF ¡NANOPRODUCT ¡ Sectors ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡ Cosme/cs/ ¡Herbal ¡ Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡ • Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ products ¡/ ¡Medical ¡ • Biological ¡and ¡cell-­‑based ¡model ¡assays ¡ Devices ¡ - Skin ¡penetra/on ¡test ¡ (in ¡vitro) ¡ - Acute ¡skin ¡irrita/on ¡test ¡( in ¡vitro ) ¡ - Cytotoxicity ¡( in ¡vitro ) ¡ - ROS ¡assay ¡( in ¡vitro ) ¡ - Immunotoxicity ¡( in ¡vitro ) ¡ - Genotoxicity ¡(Comet ¡assay ¡and ¡micronucleus ¡assay) ¡ - Tex/les ¡& ¡Clothing ¡ ¡ Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡ - Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ ¡ - Release ¡test ¡ - Biological ¡and ¡cell-­‑based ¡model ¡assays ¡ - Acute ¡skin ¡irrita/on ¡test ¡( in ¡vitro ) ¡ - Cytotoxicity ¡( in ¡vitro ) ¡ - ROS ¡assay ¡( in ¡vitro ) ¡ - Immunotoxicity ¡( in ¡vitro ) ¡ - Genotoxicity ¡(Comet ¡assay ¡and ¡micronucleus ¡assay) ¡ -

CASCADE ¡ANALYSIS ¡OF ¡NANOPRODUCT ¡ Sectors ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡ ¡ ¡ Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡ - Petrochemicals ¡ ¡ Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ - Release ¡test ¡ ¡ - Biological ¡and ¡cell-­‑based ¡model ¡assays ¡ - Cytotoxicity ¡ ¡ - Absorp/on ¡ - Metabolism: ¡interac/on ¡with ¡hepa/c ¡enzyme ¡ ¡ - Immunotoxicity ¡ - Genotoxicity ¡(Comet ¡assay ¡and ¡micronucleus ¡assay) ¡ - Computer ¡hardware ¡& ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡ - Electronic ¡devices ¡ Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡ - Micro/ ¡Nanostructure ¡ - Surface ¡chemistry, ¡ ¡ - Chemical ¡composi/on ¡ - Contamina/on ¡ - Failure ¡analysis ¡ -

¡ 5S ¡ ¡Factor ¡ • Size ¡ • Shape ¡ • Surface ¡area ¡ ¡ • Surface ¡ chemistry ¡ ¡ • Solubility ¡ ¡