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

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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)


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SLIDE 1

Current Research and Development

  • f Nanometrology in Thailand

Annop Klamchuen

“Experience and Practices in the Testing, Characterization, Standardization and Certification of Nanoproducts”

Head of Nano Characterization Laboratory (NCL) National Nanotechnology Center (NANOTEC), Thailand

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SLIDE 2

Outlines

  • 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 -
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SLIDE 4

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.

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SLIDE 5
  • 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

Characterization & Regulatory Gaps of Nano Products

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SLIDE 6

Nanotechnology Value Chain

Nanomaterials

Nanoscale structures in unprocessed form

Nanointermediates

Intermediate products with nanoscale features

Nano-enable products

Finished goods incorporating nanotechnology Test methods, Instruments, Standards, Safety

Needs !!

Nanotechnology may become a new non-tariff barrier

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SLIDE 7

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
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SLIDE 8

WH WHERE IS MY MY NANOMA OMATE TERIALS LS ?

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SLIDE 9

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

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SLIDE 10

Sample 15 Sample 28 Sample 32 Sample 55

PURE ¡NANOMATERIALS ¡

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

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DLS TEM SEM AFM

WHICH INSTRUM UMENT BEST ?

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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

ASTM E2149-10

Determining the Antimicrobial Activity of Immobilized Antimicrobial Agents under 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

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

Flagship

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

OUR ¡ ¡FACILITIES ¡ ¡

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SLIDE 16

Flagship: ¡NanoMARKS ¡

¡ ¡ NANOTEC ¡

¡

“Nanometrology” ¡& ¡“Nanosafety” ¡ “Micrometrology” ¡& ¡“Chemical ¡safety” ¡

Standard ¡

  • ­‑ Reference ¡Materials ¡
  • ­‑ Inter-­‑lab ¡comparison ¡
  • ­‑ Workshop ¡and ¡Training ¡ ¡

Protocol ¡

  • ­‑ Stakeholder ¡panel ¡
  • ­‑ Sign ¡an ¡“NDA” ¡ ¡
  • ­‑ Representa9ve ¡from ¡NANOTEC ¡
  • ­‑ Workshop ¡and ¡training ¡

Flagship Co-R&D

Nano-characterization Laboratory (NCL) Nano Safety and Risk Assessment Laboratory (SRA)

NANC ¡

Na#onal ¡Ins#tute ¡of ¡Metrology ¡Thailand ¡

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SLIDE 17

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 ¡ ¡

q Size ¡ q Shape ¡ ¡ q Surface ¡area ¡ q Agglomera9on ¡state ¡ q Structure ¡ q Composi9on ¡ q Surface ¡chemistry ¡ q Surface ¡ac9vity ¡ q Crystal ¡structure ¡ ¡ q Solubility q An9bacterial ¡ac9vity ¡ q Water ¡repellent ¡ac9vity ¡ q

  • Etc. ¡

¡

q Skin ¡irrita9on/ ¡corrosion ¡ q Cytotoxicity ¡ q Phototoxicity ¡ q Genotoxicity ¡ q Ecotoxicity ¡

Thailand ¡is ¡presently ¡establishing ¡of ¡standard ¡tes9ng ¡and ¡characteriza9on ¡services ¡ to ¡specific ¡requirements ¡of ¡targeted ¡industrial ¡sectors ¡

Tes/ng ¡of ¡Products ¡Containing ¡Nanomaterials ¡

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SLIDE 18

Sectors ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡

Foods/ ¡ ¡ Food ¡Addi/ves ¡/ ¡ Agricultural ¡products ¡

¡ ¡

  • Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡
  • 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) ¡

¡ Paints ¡/ ¡Coa/ng ¡ ¡

  • Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡
  • Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡
  • 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 ¡

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SLIDE 19

Sectors ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡

Cosme/cs/ ¡Herbal ¡ products ¡/ ¡Medical ¡ Devices ¡

  • Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡
  • Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡
  • Biological ¡and ¡cell-­‑based ¡model ¡assays ¡
  • 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 ¡

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SLIDE 20

Sectors ¡ Assay ¡Cascade ¡Protocols ¡ ¡

¡ ¡

Petrochemicals ¡ ¡

¡

  • Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡
  • 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 ¡& ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Electronic ¡devices ¡

  • Physical-­‑chemical ¡characteriza/on ¡of ¡nanomaterials ¡
  • Func/onality ¡/ ¡Performance ¡of ¡nanoproducts ¡
  • Micro/ ¡Nanostructure ¡
  • Surface ¡chemistry, ¡ ¡
  • Chemical ¡composi/on ¡
  • Contamina/on ¡
  • Failure ¡analysis ¡

CASCADE ¡ANALYSIS ¡OF ¡NANOPRODUCT ¡

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¡

5S ¡ ¡Factor ¡

  • Size ¡
  • Shape ¡
  • Surface ¡area ¡

¡

  • Surface ¡

chemistry ¡ ¡

  • Solubility ¡ ¡
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¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Reference ¡Materials: ¡ ¡ ¡ ¡Gold ¡Nanopar/cle, ¡ ¡ ¡Silver ¡Nanopar/cle, ¡ ¡ ¡Polystyrene ¡nanopar/cles ¡ Specific ¡Measurements ¡Instruc/ons ¡for ¡DLS, ¡TEM, ¡SEM ¡and ¡AFM ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Nanopar/cle ¡Characteriza/on ¡-­‑ ¡Supplementary ¡Comparison ¡on ¡ Nanopar/cle ¡Size ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Organizer: ¡Asia ¡Pacific ¡Metrology ¡Programme ¡(APMP) ¡ ¡ ¡NIMT ¡

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¡ ¡ ¡ ¡

Inter-­‑laboratory ¡comparison ¡on ¡Nanopar/cle ¡Size ¡Measurement ¡ ¡(APMP.L-­‑S5) ¡ ¡ Organizer: Asia ¡Pacific ¡Metrology ¡Programme ¡(APMP)

¡ ¡ REFERENCE ¡MATERIALS: ¡

¡ GOLD ¡NANOPARTICLE ¡ ¡ ¡SILVER ¡NANOPARTICLE ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡POLYSTYRENE ¡NANOPARTICLES ¡

Specific Measurements Instructions for DLS, SEM and AFM

Comparison ¡Results ¡

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Scope 1 : Particle size analysis -Dynamic light Scattering (DLS) Scope 3 : Particle size analysis – Image analysis by Scanning Electron Microscope (SEM) Scope 2 : Plastics -Measurement of antibacterial activity

  • n non-porous surfaces

ISO/IEC 17025 Certification Categories

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VOLUNTARY ¡CERTIFICATION: ¡Nano Q

  • Nano Q is a certified quality mark for nano products which are certified ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡by Nanotechnology Association of Thailand. ¡

  • Motivation to Have Nano Q
  • Increase Public Trust: Facilitate healthy development of nanotechnology
  • Protect Consumer: Avoid waste money
  • Protect Good Companies: Eliminate unfair competitions ¡
  • ¡Facilitate Trade: Stimulate economic growth
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CRITERIA ¡FOR ¡PRODUCT ¡CERTIFICATION ¡(NANO ¡Q) ¡

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MANDATORY ¡CERTIFICATION ¡

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NanoQ Textile / Paints/Coating / Plastics etc. ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡interlab. ¡ ¡ comparison ¡ REACH ¡nanomaterials ¡ ICCR ¡ ¡cosme9c ¡direc9ve ¡ ¡

NANOMETROLOGY ¡ STANDARDIZATION ¡ TESTING ¡LAB ¡ CERTIFICATION ¡/ ¡LABELING ¡ REGULATION ¡

MULTI-­‑STAKEHOLDER ¡ ¡ENGAGEMENT

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Thank you very much for your attention