Ochrona środowiska naturalnego przed nanozanieczyszczeniami.

Ochrona środowiska naturalnego przed nanozanieczyszczeniami.

Amerykańskie uczelnie, Georgia Institute of Technology oraz Rice University, prowadzą obiecujące badania na temat zabezpieczenia środowiska naturalnego przed działaniem nowopowstającego przemysłu nanomateriałów.

Naukowcy badają potencjalne zagrożenia wynikające z przeniknięcia nanoodpadów do środowiska naturalnego. Szczególny nacisk położono na wykrycie drogi transportu nanomateriału w ekosystemach i na fakt czy nanoodpady będą zachowywać się w sposób podobny do zanieczyszczeń spotykanych na co dzień. Dodatkowo chcą sprawdzić czy możliwe jest podjęcie zabiegów minimalizujących skutki kontaktu nanomateriału ze środowiskiem, zanim trafi on do obiegu naturalnego.

Poprzednie badania pokazały w jaki sposób nanodrobiny o strukturze fulerenów ‘przylegały’ do siebie i tworzyły większe cząstki. Obecnie po raz pierwszy wykryto czynniki, które mają wpływ na rozmiar agregacji tych cząstek. Naukowcy wybrali fulereny (molekuły C60), ze względu na potencjalnie najbogatszą liczbę przyszłych zastosowań. Chcą oni opracować sposoby ochrony środowiska przed nanoodpadami, zanim ich produkcja rozpocznie się na skalę masową – co wg przewidywań stanie się już za dwa lata. Formuła badań prowadzonych pod kątem ochrony środowiska, dotyczących nowego materiału, jest nad wyraz właściwa, uważa John Fortner, naukowiec z Georgia Technology, „Uncja profilaktyki jest warta funta lekarstwa” dodaje.

Na chwilę obecną amerykańska Occupational Safety and Health Administration (OSHA), zaleca traktowanie fulerenów w taki sam sposób jak sadzę, której właściwości znacznie odbiegają od cech, które posiadają molekuły C60. Początkowo uważano, że ze względu na hydrofobowość, fulereny nie będą transportowane przez wodę lecz przylgną do gleby lub innego materiału organicznego. Z badań wynika, iż fakt ten jest prawdziwy jedynie w określonych warunkach. Naukowcy pokazali, że podczas kontaktu z wodą, nanodrobiny mogą tworzyć agregacje o różnych rozmiarach i o takich samych właściwościach jak C60, który jest materiałem w pełni odzyskiwalnym. Wykazano związek pomiędzy rozmiarem agregacji, a twardością wody. Wyższe pH, skutkowało mniejszymi rozmiarami drobin, natomiast przy małym pH, tworzyły się większe skupiska C60.

„Te badania są pierwszymi, które pokazują jak sterować procesem formowania się nanoagregacji w oparciu o przebadane parametry. Drobiny C60 zawieszone w wodzie, bazują na ujemnie naładowanych powierzchniach. Obecność jonów w wysokiej koncentracji, takich jak rozpuszczona sól kuchenna (NaCl), może spowodować neutralizację tych powierzchni. Jeżeli tak się stanie, drobiny osiądą na dnie zbiornika i utworzą tam trwałe cząstki”, wyjaśnił Fortner. „W laboratorium naukowcy z reguły używają wody zdejonizowanej, co nie jest zgodne z tym, co dzieje się w naturze. Zawartość soli na pewnym poziomie, jest notowana nawet w wodach gruntowych. Odkryliśmy, że nawet w wodzie z koncentracją soli odpowiadającej tej z wód gruntowych, drobiny C60 wciąż pozostają zawieszone przez kilka miesięcy. Jednakże w zasymulowanej wodzie morskiej, drobiny są neutralizowane i osiadają w ciągu kilku godzin. Naukowcy nie znają jeszcze pełnych implikacji wynikających z tego odkrycia. Jak do tej pory udało nam się opracować model koncepcyjny, lecz nie bierze on pod uwagę wszystkich niewiadomych i różnorodności środowiska naturalnego. Przebadaliśmy najlepiej opanowane procesy i uzyskaliśmy dane wstępne do dalszych badań” powiedział Fortner.