Nanopartiklar – eller nanomaterial, som de ofta kallas — är kemiska föremål med dimensioner i intervallet 1-100 nanometer (nm).

Så här små partiklar är svåra att föreställa sig, men det kan hjälpa att tro att en 1nm nanopartikel kan passa upp till 80, 000 gånger över ett människohår.

Nanopartiklar förekommer naturligt i miljön, som i lera, mjölk, och i vulkanisk aska och havssprej.

Tillverkare tillverkar också nanopartiklar för användning i en rad vardagsprodukter.

• Ytorna på ditt kylskåp kan hålla silvernanopartiklar för att stoppa bakterier att växa
• Solskyddsmedel som appliceras som en klar film på din hud kan innehålla zinkoxid eller titandioxid nanopartiklar för att ge bredspektrat solskydd
• Ramen på din nya cykel kan till och med innehålla kolnanorör för att göra den starkare och lättare än äldre cyklar.

Nanopartiklar är spännande för forskare eftersom egenskaperna hos en kemikalie - som silver eller zinkoxid - i nanoform kan vara mycket annorlunda än en större partikel av samma kemikalie.

Detta beror på att ytegenskaper dominerar i nanoformen (på grund av högre yta). Det är den inre sammansättningen som definierar egenskaperna hos större partiklar. Denna skillnad öppnar upp för en rad nya användningsområden för den kemikalien.

Vilka är fördelarna med nanomaterial?

Förekomsten av tillverkade nanopartiklar ökar.

Ny utveckling har lett till betydande framsteg inom ett brett spektrum av elektroniska, medicinska och miljömässiga tillämpningar (bland annat).

Nanopartiklar kan vara mer ledande, starkare eller mer kemiskt reaktiva än större partiklar av samma ämne.

Detta innebär att mindre mängder av kemikalien i nanoform kan uppnå samma effekter, göra en produkt billigare – eller samma kvantiteter kan användas för att skapa en förbättrad produkt.

Vilka är de potentiella riskerna?

Samma egenskaper som gör nanopartiklar lovande för nya tillverkningsmöjligheter kan också innebära nya risker för oss och vår naturliga miljö.

I vanliga fall, nya kemikalier och deras kommersiella användning skulle bedömas av en eller flera av ett antal tillsynsorgan i Australien. Men om en kemikalie i traditionell form redan har utvärderats, det kanske inte kräver ytterligare granskning av tillsynsmyndigheter om det är gjort i nanoform. Så är fallet även om de två formerna av samma kemikalie kan ha ganska olika egenskaper.

Det är denna "glidning genom stolarna" som har väckt vissa farhågor i samhället om den storskaliga användningen av oprövade nanomaterial.

Att bedöma riskerna med tillverkade nanomaterial är aldrig lätt eller okomplicerat. Till skillnad från traditionella kemikalier, klassificeringen av nanomaterials egenskaper och potentiella risker baseras inte enbart på sammansättning.

Snarare, det är en komplex funktion av ett antal egenskaper, inklusive partikelstorlek, form, ytarea, ytbeläggning och även hur tätt partiklarna klumpas ihop.

Lägger till utmaningen, många av dessa egenskaper kan förändras med tiden och genom användning när nanomaterialen rör sig genom ett komplext system, som våra egna kroppar eller en avfallsbehandlingsanläggning.

Vilken säkerhetsforskning görs?

2007 arbetsgruppen för tillverkade nanomaterial, i Organisationen för ekonomiskt samarbete och utveckling (OECD), lanserade ett internationellt program för att testa 13 olika typer av tillverkade nanomaterial som var i ett tidigt skede av kommersialisering.

OECD:s medlemsländer uppmanades att utförligt testa dessa nanomaterial för deras fysikaliska och kemiska egenskaper, deras öde och transport i miljön, och deras potentiella toxicitet i en rad biologiska system.

Australien deltog och testade ett antal zinkoxider, ceriumdioxid och silvernanopartiklar. CSIRO var en viktig bidragsgivare till den australiensiska insatsen.

Denna internationella ansträngning gav klarhet i vilka typer av nanomaterialegenskaper som behövs för toxicitetsbedömningar, och utvecklingen av hur man gör dessa mätningar. Även om detta är viktiga steg framåt, mer arbete återstår innan sådana mätningar blir rutinmässiga.

Tidslinjen för att uppnå detta är snäv, speciellt för australiensiska företag som exporterar internationellt. Nya regler kommer att gälla i år i Europa som kräver obligatorisk märkning av vissa nanohaltiga produkter.

Detta är inte på något sätt en enkel uppgift. Det är inte lätt att hitta – än mindre räkna och mäta storlekar på – dessa mycket små partiklar i komplexa produkter. Detta gör det svårt att avgöra om de ens fångas upp av definitionen av "nano" och därför kräver märkning.

För närvarande, CSIRO:s nanosäkerhetsteam undersöker

• nanopartiklar i solskyddsmedel
• miljöeffekterna av nanopartiklar som tillsätts bränslen för förbränningsmotorer
• om nanopartiklar som äts av sötvattensdjur utsöndras eller behålls och sedan transporteras upp i näringskedjan
• om nanopartiklar produceras vid buskbränder.

Pågående forskning inom detta område är både relevant och avgörande för framtiden för australiensisk tillverkning.

Den här historien publiceras med tillstånd av The Conversation (under Creative Commons-Attribution/No derivatives).