Nikkelin salaisuudet - Materiaaliturvallisuuden mysteerit avautuu

Tuomas Tuimala
16.3.
4 min käytetty lukemiseen

Taiteilijat tietävät hyvin, että monien värien ja materiaalien taustalla on yllättävää kemiaa. Pigmenttien historiassa metallit ovat olleet keskeisessä roolissa: koboltti antaa siniselle syvyyttä, rauta luo maanläheiset okrat ja joskus myös nikkeli on osa värien kemiallista rakennetta. Esimerkiksi pigmentit kuten Nickel Titanium Yellow (PY53) ja Nickel Azo Yellow (PY150) sisältävät nikkeliä osana pigmenttiä. Näissä tapauksissa nikkeli on kemiallisesti sidottuna pigmenttiin, eikä sitä esiinny vapaana metallina.

Nikkeliä voi esiintyä myös pieninä epäpuhtauksina monissa mineraalipohjaisissa pigmenteissä, kuten rautaoksideissa tai maapigmenteissä. Taiteilijan kannalta suurimmat riskit liittyvät kuitenkin pigmenttipölyyn työskentelyn aikana, ei valmiiseen maalaukseen. Kun pigmentti on sitoutunut maalikalvoon, altistus on yleensä hyvin vähäistä.

Nikkelin salaisuudet ja terminologian ihmeellinen maailma

Koska kuvataide on käsityötä, on tästä luontevaa siirtyä korumateriaaleihin. Samalla voimme oppia jotain sanojen ja terminologian ihmeellisestä maailmasta. Nimittäin on tärkeää ymmärtää asioiden oikeat määritelmät. Haluan valaista terminologian ihmeellistä maailmaa korutarvikkeiden kautta, koska työskentelen nykyään tällä alalla.

Tässä kuvailtujen asioiden taustalla on universaaleja informaatioon ja viestintää liittyviä periaatteita, joiden tiedostamisesta on hyötyä eri konteksteissa. Luovuuden ja uusien ideoiden kehittelyn kannalta on myös tärkeää lähestyä joskus itselle tuttua aihetta itselle vähemmän tutun aiheen näkökulmasta. Tämä voi auttaa pohtimaan asioita uudesta näkökulmasta. Siksi seuraavista selostuksista voi olla hyötyä kuvataiteilijoillekin, vaikka ajatus voi kuulostaa vähän hullulta.

Totuus nikkelistä ja "kirurginteräksestä" - Mihin turvallisuus todellisuudessa perustuu?

Materiaaliturvallisuudesta puhuttaessa voi syntyä vääriä käsityksiä tuotteiden laadusta ja turvallisuudesta jos käytetyn sanaston todellista merkityssisältöä tai tieteellistä todellisuutta ei tunneta.

Monissa asioissa arkipuheessa, myös ammatillisissa yhteyksissä, käytännön sanasto on usein yksinkertaistavaa, eikä täydellisen kuvaavaa. Tämä ei ole tarkoituksellista harhaanjohtamista, vaan kyse on kommunikaation helpottamisesta. Olisi äärimmäisen epäkäytännöllistä selittää jokainen asia laboratoriotieteen näkökulmasta. Mutta samalla on tärkeää ymmärtää, että monissa asioissa taustalla on oikeaa laboratoriotiedettä tai muuta syväanalyyttista tietoa, joka ei täysin täsmää arkikielen pelkistysten kanssa.

Hyvä esimerkki arkikielen ja tieteellisen terminologian eroista on sana “suola”. Keittiössä ja arkipuheessa sillä viitataan tavallisesti ruokasuolaan eli natriumkloridiin (NaCl). Kemian näkökulmasta suola on kuitenkin paljon laajempi käsite. Suoloihin kuuluvat esimerkiksi kuparisulfaatti (CuSO₄), kalsiumkarbonaatti (CaCO₃), kaliumkloridi (KCl) sekä ammoniumsulfaatti ((NH₄)₂SO₄).

Tämä havainnollistaa hyvin sitä, miten arkikieli yksinkertaistaa monimutkaisia käsitteitä käytännön tarpeisiin, kun taas tieteellinen kieli pyrkii tarkkuuteen ja kattavuuteen.

Moni yllättyy kuullessaan, että niin sanottu kirurginteräs sisältää lähes aina nikkeliä. Arkikielessä tämä termi herättää helposti mielikuvan erityisen puhtaasta tai täysin nikkelittömästä metallista. Todellisuudessa asia on monimutkaisempi. “Kirurginteräs” ei ole virallinen metallurginen nimitys, vaan ennen kaikkea korualalla käytetty yleisnimitys tietyille ruostumattomille teräksille, kuten 304-, 316- ja 316L-teräslaaduille.

Metallurgian näkökulmasta nämä materiaalit kuuluvat austeniittisiin ruostumattomiin teräksiin. Niiden tärkeimpiä seosaineita ovat rauta, kromi ja nikkeli. Kromi muodostaa metallin pinnalle ohuen passiivikalvon, joka suojaa terästä korroosiolta. Nikkeli puolestaan stabiloi austeniittisen kiderakenteen ja parantaa teräksen sitkeyttä, muovattavuutta sekä korroosionkestävyyttä. Siksi nikkeli on monissa ruostumattomissa teräksissä keskeinen ja tarkoituksellinen seosaine.

Korualalla käytetyissä teräslaaduissa nikkelin määrä voi olla huomattava. Esimerkiksi 316- ja 316L-teräksissä nikkeliä on tyypillisesti noin 12 prosenttia. 304-teräksessä sitä on hieman vähemmän, mutta edelleen merkittävä määrä. Pelkkä metalliseoksen koostumus ei kuitenkaan kerro suoraan, kuinka turvallinen materiaali on ihokosketuksessa.

Korujen turvallisuuden kannalta ratkaisevaa ei ole niinkään metallin sisältämän nikkelin kokonaismäärä, vaan se, kuinka paljon nikkeliä metallista vapautuu iholle käytön aikana. Tätä ilmiötä kutsutaan nikkelin vapautumiseksi tai nikkelinsiirtymäksi. Vaikka metallissa olisi paljon nikkeliä, se voi silti olla turvallinen ihokosketuksessa, jos nikkeli pysyy metallin rakenteessa eikä liukene iholle merkittäviä määriä.

Nikkelisisältöön liittyy myös mielenkiintoinen suhde niin sanottuun kirurginteräs-termiin. Monet käyttävät tätä nimitystä varsin ahtaasti ja liittävät sen pelkästään teräslaatuun 316L. Tämä voi luoda vaikutelman, että muut yleiset ruostumattomat teräkset, kuten 316 tai 304, olisivat jotenkin heikkolaatuisempia vaihtoehtoja.

Kuten olemme kuitenkin nähneet, kirurginteräs ei ole virallinen metallurginen luokitus, vaan arkikielinen nimitys tietyille ruostumattomille teräksille.

Lisäksi metalliseosten koostumusta kuvaavasta taulukosta voi huomata mielenkiintoisen yksityiskohdan: teräslaadut 316 ja 316L sisältävät tyypillisesti enemmän nikkeliä kuin 304-teräs. Tämä havainnollistaa hyvin sitä, ettei metalliseoksen kokonaisnikkelipitoisuus yksin kerro materiaalin turvallisuudesta ihokosketuksessa.

Mikä lopulta määrittää materiaalin turvallisuuden?

Lyhyesti sanottuna materiaalin tai tuotteen turvallisuutta eivät ratkaise nimet, vaan viralliset testit ja mitattavat ominaisuudet. Laboratoriotestit määrittävät, täyttääkö materiaali turvallisuusvaatimukset, ei se, millä nimellä sitä kutsutaan.

Kielen tasolla nimet voivat joskus olla jopa leikillisiä tai metaforisia. Voisin esimerkiksi kutsua vihersmoothieta “tappojuomaksi” tarkoittaen, että se on erityisen tehokas terveysjuoma. Arkikielessä tällaisia ilmauksia käytetään joskus korostamaan voimaa tai tehoa, vaikka kirjaimellinen merkitys olisi aivan toinen.

Ja nimestään huolimatta juomalla on todellisuudessa vahvistettuja myönteisiä terveysvaikutuksia. Se sisältää vitamiineja, kivennäisaineita sekä erilaisia kasvien bioaktiivisia yhdisteitä, jotka tukevat elimistön normaaleja toimintoja. Nimi on siis vain retorinen liioittelu, todellinen sisältö paljastuu vasta tarkemmassa tarkastelussa.

Toki lainsäädäntö voi asettaa rajoja myös sille, miten tuotteita saa nimetä ja kuvata. Tämä on ymmärrettävää, sillä kuluttajaa ei saa johtaa harhaan. Siitä huolimatta monet materiaalien nimet ovat arkikielisiä yksinkertaistuksia, jotka eivät täysin vastaa tieteellisiä määritelmiä.

Euroopan unionissa korujen nikkelin vapautumista säädellään tarkasti. EU:n REACH-asetuksen mukaan ihon kanssa pitkäaikaiseen kosketukseen tulevista tuotteista, kuten koruista, vapautuvan nikkelin määrä ei saa ylittää tiettyä rajaa. Tätä arvioidaan standardoiduilla laboratoriotesteillä, joissa koru altistetaan keinotekoiselle hikiliuokselle ja vapautunut nikkeli mitataan tarkasti analyysilaitteilla.

Tämä sääntely havainnollistaa tärkeän periaatteen: metallin turvallisuutta ei voida arvioida pelkästään sen kemiallisen koostumuksen perusteella. Kahdella tuotteella voi olla sama metalliseos, mutta niiden pinnankäsittely, valmistusprosessi tai pintarakenteen laatu voi vaikuttaa ratkaisevasti siihen, kuinka paljon nikkeliä vapautuu. Oleellista ei siis ole se, että sisältääkö metalliseos nikkeliä, vaan tärkeää on se vapautuuko sitä ihokosketuksessa.

Korujen kohdalla myös pinnoitteilla on merkitystä. Esimerkiksi PVD-pinnoitus tai muut kestävät pintakerrokset voivat vähentää metallin suoraa kosketusta ihon kanssa ja siten pienentää nikkelin vapautumista. Toisaalta kulunut tai huonolaatuinen pinnoite voi ajan myötä paljastaa alla olevan metallin.

Kun puhutaan “kirurginteräksestä”, on siis tärkeää ymmärtää, että kyse ei ole yhdestä tietystä metallista eikä myöskään automaattisesta takuusta nikkelittömyydestä. Termi toimii pikemminkin markkinointikielenä tai arkisena yleisnimityksenä ruostumattomille teräksille, joita käytetään laajasti sekä lääketieteellisissä välineissä että koruissa.

Johtopäätös

Nikkelin salaisuus onkin lopulta yksinkertainen mutta usein väärin ymmärretty: metallissa oleva nikkeli ei yksin ratkaise tuotteen turvallisuutta. Paljon tärkeämpää on se, miten metalli käyttäytyy käytössä, erityisesti kuinka paljon nikkeliä siitä vapautuu ihokosketuksessa.

Tämän vuoksi korualalla luotettavin tapa arvioida materiaalien turvallisuutta on yhdistää hyvä materiaalivalinta, laadukas valmistus ja tarvittaessa standardoidut laboratoriotestit. Kun nämä tekijät ovat kunnossa, ruostumaton teräs voi olla kestävä ja turvallinen materiaali korukäyttöön, vaikka se sisältäisikin nikkeliä.

Lisää tietoa materiaaliturvallisuudesta korutarvikkeiden kontekstista löytyy täältä: