Sử dụng vật liệu nanô có thể ảnh hưởng tới môi trường

Trung tâm Nghiên cứu các mối liên hệ môi trường của Công nghệ nano (CEINT), Hoa Kỳ đã đưa ra kế hoạch nghiên cứu tác động của vật liệu nano đến sức khỏe môi trường, bao gồm thiết lập mô hình nghiên cứu dự báo chất độc dựa vào phân tích tế bào và xây dựng các hệ sinh thái để tìm dấu vết các hạt nano. Các nhà khoa học đã lựa chọn fullerene C60 làm mẫu cho các vật liệu nano chứa cácbon vì tính tương đối đơn giản, bằng chứng về độ độc và mô tả được...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng vật liệu nanô có thể ảnh hưởng tới môi trường Sử dụng vật liệu nanô có thể ảnh hưởng tới môi trường Trung tâm Nghiên cứu các mốiliên hệ môi trường của Công nghệnano (CEINT), Hoa Kỳ đã đưa rakế hoạch nghiên cứu tác động củavật liệu nano đến sức khỏe môitrường, bao gồm thiết lập mô hìnhnghiên cứu dự báo chất độc dựavào phân tích tế bào và xây dựngcác hệ sinh thái để tìm dấu vết cáchạt nano. Các nhà khoa học đã lựa chọnfullerene C60 làm mẫu cho các vậtliệu nano chứa cácbon vì tính tươngđối đơn giản, bằng chứng về độ độcvà mô tả được đề cập nhiều trongcác tài liệu khoa học. Các vật liệu nano chứa cacbontrong không khí có thể tìm thấytrong các cơ sở sản xuất và môitrường không khí và chúng sẽ gâyra các ảnh hưởng độc hại nếu nuốtphải. Khi tiếp xúc với không khí,sau khi tiếp xúc với các chất oxyhóa trong khí quyển các vật liệunano có thể bị biến đổi về mặt hóahọc. Các kết quả nghiên cứu ban đầucho thấy, quá trình ôxy hóa tácđộng đến tính hòa tan vì khả nănghấp thụ sau khi tái lơ lửng trongnước thấp hơn so với các fullerenetiếp xúc với ozôn. Nghĩa là cácphản ứng trong khí quyển có thểbiến đổi các hạt nano và làm chochúng có khả năng hòa tan trongnước nhiều hơn khi chúng đượcđưa trở lại mặt đất. Ở đó, chúng cóthể di chuyển xa hơn và tiếp xúcvới nhiều sinh vật hơn nếu chúng bịmắc kẹt dưới đất. Sự gia tăng sản xuất và ứng dụngfullerene C60 là do tính đặc biệtcủa nó chắc chắn sẽ gây phát thải ramôi trường. Các ngành côngnghiệp y sinh, quang điện tử, cảmbiến và mỹ phẩm là những đốitượng sử dụng fullerene C60. Hiện nay, ít người biết đến tácđộng giữa fullerene C60 với nhữngthành phần của nước trong tự nhiênnên khó dự báo về C60 thải vàomôi trường tự nhiên. Fullerene C60gần như không hòa tan trong nước. Tuy nhiên, một trong những thànhphần của nước tự nhiên là chất hữucơ tự nhiên. Khi fullerene C60được đưa vào nước, nó tạo thành“chất kết tụ C60 có độ phân tán ổnđịnh cao”. Các chất kết tụ này thểhiện sự khác biệt về cấu trúc liênkết, kích thước, hình thái học và sựtích điện trên bề mặt của chất kết tụvà hoạt động rất khác so với C60.Tuy nhiên, chất hữu cơ tự nhiên cótính chất không trật tự, tạo thànhcác đặc điểm đa dạng của các chấtkết tụ khi chúng kết hợp với C60. Các axit cacbonxylic có trọnglượng phân tử nhỏ như axit axetic,axit tactric, được phát hiện có mặtkhắp nơi là các thành phần củanước tự nhiên và các chất lưu sinhhọc. Các nhà khoa học đã nghiêncứu cụ thể về sự hình thành củanC60 trong các dung dịch axitaxetic, làm cho các chất kết tụ hòatrộn đều hơn và kết quả cho thấytính chất hóa học của các dung môithay đổi lớn do nC60 được hòa trộnriêng trong nước. Citrate, một loại muối của axitcitric có ảnh hưởng đến sự hìnhthành của nC60 theo 2 cách. Nólàm thay đổi chỉ số pH, một yếu tốchủ yếu kiểm soát sự tích điện trênbề mặt của nC60 và tác động trựctiếp đến bề mặt của C60. nC60 được tạo ra khi có axitcacboxylic, chất kết tụ của nó khácnhiều so với các chất kết tụ đượctạo ra không có axit. Nhìn chung,các chất kết tụ có bề mặt tích điệnâm và đồng nhất được tạo ra nhiềuhơn so với các chất kết tụ được tạora riêng trong nước.Các kết quả nghiên cứu đã đưa ragiả thuyết: C60 trong môi trườngkhí sẽ bị ảnh hưởng nhiều bởi sốlượng và các loại axit cacboxylic cótrong các hệ thống tự nhiên và chỉsố pH của dung dịch. Hơn nữa, vìcác axit cacboxylic phổ biến trongcác chất lưu sinh học nên cần quantâm đến sự liên quan của kết quảnghiên cứu đến cơ chế phản ứngcủa C60 với các tế bào.