Мария Костюкова
Ученые из Института Нанобиотехнологии Университета Джона Хопкинса (INBT) стараются оценить влияние нанотрубок на окружающую среду в перспективе их массового внедрения в повседневное использование
Углеродные нанотрубки – хорошо известный предмет наноисследований. Они представляют собой узкие «сетчатые» трубки, образованные атомами углерода, и благодаря свойствам, таким как необыкновенная прочность и высокая электропроводность, эти наноструктуры представляют высокий интерес в сферах разработки нового поколения электронных и оптических устройств, а также новых подходов к терапии заболеваний. Ученые из Института Нанобиотехнологии Университета Джона Хопкинса заинтересовались вопросом транспорта токсинов с помощью нанотрубок в водной среде.
Уильям Бол (William Ball), профессор в области экологической инженерии и Ховард Файрбразэ (Howard Fairbrother), профессор в области химии – руководители двух независимых проектов, финансируемых Национальным Научным Фондом США (NSF) и Агенством по охране окружающей среды, изучили эффекты влияния поверхностного окисления на поведение углеродных нанотрубок, на их подвижность и способность к распространению загрязняющих веществ в водной среде.
«Когда человек или животное, к примеру, пьет, то вода, в которой содержатся нанотрубки, может стать источником токсинов», – поясняет профессор Бол. – Вопросы внедрения в практическое использование и вопросы токсичности углеродных нанотрубок все еще требуют подробного изучения, хотя уже сейчас нам понятно, что накопление химических веществ в нанотрубках и накопление самих нанотрубок может оказаться вредным. Также следует учитывать, что токсины могут накапливаться и передаваться по всей трофической цепи в экосистеме».
Ученые в первую очередь изучили влияние поверхностной химии нанотрубок – кислородсодержащих функциональных групп (поверхностных оксидов) на их способность адсорбировать, переносить и высвобождать металлы и различные органические и неорганические вещества, являющиеся типичными загрязнителями озер, океанов и других водных бассейнов, с целью выявить возможную негативную роль нанотрубок в качестве «троянского коня» экосистемы.
Окисленные углеродные нанотрубки с сорбатами
Часть проведенных исследований была основана на известных моделях взаимодействия окисленных нанотрубок и токсинов. В работе, опубликованной в журнале Environmental Science and Technology, авторы описали влияние поверхностного окисления многостенных нанотрубок на адсорбцию нафталина (нафталин – это типичный ингредиент консервантов, превышение его концентрации вызывает сильное изменение состава крови и приводит к гибели красных кровяных телец).
Эксперимент был проведен на нанотрубках, окисленных азотной кислотой: ее обычно используют на стадии очистки и с целью модификации нанотрубок. Затем нанотрубки пропустили через колонки, содержащие кварцевый песок, таким образом выделив в водном элюате органические соединения и ионы металлов. Для получения наиболее полного спектра состава загрязнений в различных водных средах элюаты собирали при различных рН и концентрациях органических веществ.
Все полученные данные, по словам авторов исследований, будут рассмотрены в свете различных теоретических моделей, поскольку предстоит сделать общий вывод о сорбирующих свойствах углеродных нанотрубок в условиях различающихся химических факторов и физико-химических взаимодействий, таких как взаимодействия поверхностей нанотрубок друг с другом и с различными материалами.
Источник: Nanonewsnet
