Kemiker overvåger nanoteknologiens miljøpåvirkning

Interesse for 'grøn' innovation betyder ikke bare at tænke stort, men også meget, meget, meget lille.

Det er i hvert fald måden, Omowunmi Sadik, direktør for Binghamton University's Center for Advanced Sensors and Environmental Systems, ser det. Hun arbejder på at udvikle sensorer, der kan detektere og identificere konstruerede nanopartikler. Hendes forskning vil fremme vores forståelse af de risici, der er forbundet med miljøfrigivelse og transformation af disse partikler.

"Samfundet har en pligt til ikke kun at overveje de positive sider af videnskab og teknologi, men også de ikke så ønskværdige sider af teknologien selv, " sagde Sadik, en professor i kemi. "Vi skal ikke kun tænke på, hvordan man fremstiller disse nanopartikler, men også på deres indvirkning på menneskers sundhed og miljøet."

En undersøgelse foretaget af Project on Emerging Nanotechnologies viste, at nanopartikler - partikler mindre end 100 nanometer i størrelse - nu bruges i mere end 1, 000 forbrugerprodukter lige fra biler til fødevarer. Sølv nanopartikler er meget brugt som belægningsmaterialer i køkkengrej og service og som ingredienser i vaskevæsker og tøj på grund af deres antibakterielle egenskaber. Du kan endda købe sokker infunderet med sølv nanopartikler designet til at reducere bakterier og lugt.

"Men hvad sker der, hvis vi køber de sokker og vasker dem?" spurgte Sadik. "Nanopartiklerne ender i vores vandsystem."

Lidt er kendt om, hvordan disse og andre konstruerede nanopartikler interagerer med vores vandsystemer, jorden og luften. Nogle er kendte toksiner; andre har egenskaber, der ligner asbest. Og det er svært, hvis ikke direkte umuligt, at overvåge dem. Nuværende teknikker er afhængige af enorme mikroskoper til at identificere nanopartikler, men enhederne er ikke bærbare og giver ikke information om materialers toksicitet.

Sadik og en Binghamton-kollega, Howard Wang, har modtaget midler fra Miljøstyrelsen til at designe, skabe og teste sensorer til overvågning af konstruerede nanopartikler og naturligt forekommende cellepartikler.

"Vi er nødt til at forstå den kemiske omdannelse af disse materialer i økosystemet, så vi kan tage skridt til at forhindre unødvendig eksponering, " sagde Sadik.

Hendes laboratorium har allerede skabt en membran, der ikke kun vil fange en enkelt nanopartikel, men også give et middel til signalgenerering. Det bruger cyclodextrin, hvis molekylære struktur ligner en lille kop. "Den kan ikke kun bruges som en sensor, men også til oprydning, " sagde Sadik.

Denne opdagelse og andre får Sadik til at tro, at nanoteknologi også kan vise sig at være nyttig til afhjælpning af miljøforurenende stoffer. Grøn nanoteknologi kan endda reducere brugen af ​​opløsningsmidler og resultere i fremstillingsprotokoller, der producerer mindre affald, hun sagde.

For eksempel, Sadik har brugt nanopartikler til at transformere Chromium 6, et kendt kræftfremkaldende stof, ind i Chromium 3, som er godartet. "Jeg ser den positive side af det, " hun sagde.

"Vi ønsker at være i stand til at udvikle nanomaterialer og samtidig undgå de utilsigtede konsekvenser af sådanne udviklinger, " tilføjede Sadik. "Vi ønsker ikke at stoppe udviklingen, men vi vil gerne opmuntre til ansvarlighed."