Test af fjernsyn og tablets til grønne skærme

For at forbedre seerglæden, virksomheder har udviklet fjernsyn – og tabletskærme – der inkluderer kvanteprikker for at forbedre lysstyrke og farve. Nogle kvanteprikker er lavet med potentielt skadelige metaller, som kan udvaskes i miljøet, når enheden kasseres. Men andre tv'er lavet med mindre farlige nanomaterialer kræver mere energi at lave. I dag, forskere rapporterer foreløbige resultater, der tyder på, at under simulerede lossepladsforhold, kvanteprikker kan lække ud af enheder. Men fordi dette sker i så små mængder, holdet siger, at i den store ordning af ting, det kan give mening at bruge de mere giftige kvanteprikker, der er lavet med en mere miljøvenlig proces.

Forskerne vil præsentere deres arbejde i dag ved det 254. nationale møde og udstilling i American Chemical Society (ACS). ACS, verdens største videnskabelige samfund, afholder mødet her til og med torsdag. Den har næsten 9, 400 oplæg om en bred vifte af naturvidenskabelige emner.

"I løbet af det sidste årti konstruerede nanomaterialer er blevet inkorporeret i så mange forbrugerprodukter, " siger Yuqiang Bi, Ph.D., en postdoktor i laboratoriet hos Paul Westerhoff, Ph.D. "U.S. Environmental Protection Agency har finansieret os til at vurdere disse nanomaterialer. De vil vide, hvordan man kan forudsige og styre risikoen fra disse stoffer." Westerhoff tilføjer, "Dette casestudie er et af flere, der overvejer brugen, skæbne, transformationer, frigivelse og potentiel menneskelig eller økologisk eksponering for nanomaterialer gennem hele livscyklussen af ​​nanoaktiverede forbrugerprodukter."

Som et første skridt, holdet havde brug for at finde kvanteprikkerne. "Forbrugerelektronik angiver ikke deres ingredienser, som fødevarer gør, " siger Bi, der er på Arizona State University. "Vi er nødt til at afsøge alt, hvad vi kan finde for at få ideer om, hvordan elektronikken er fremstillet, og hvilke forbrugerprodukter der rent faktisk har nanomaterialerne." Forskerne scannede produktinformation, på internettet og i butikker, på udkig efter tablets og fjernsyn, der kan prale af quantum dot-teknologi. De tog nogle få kandidater tilbage til laboratoriet, hvor de adskilte skærmene og ledte efter kvantepunkter.

Ved hjælp af massespektrometri og røntgenfluorescensspektroskopi, forskerne identificerede en tablet indeholdende cadmiumkvanteprikker (nemlig cadmiumselenid, eller CdSe), et tungmetal, der er giftigt og kræftfremkaldende, og et fjernsyn med indium (nemlig indiumphosphid, eller InP) kvanteprikker. Mens indium er mindre giftigt end cadmium, indium nanomaterialerne kræver mere energi at producere, så spørgsmålet bliver, om den potentielle gevinst i sikkerhed er energien værd. "Bare fordi et produkt har kvanteprikker, betyder det ikke, at det udgør en risiko, " siger Bi. "Det afhænger af, om kvanteprikkerne kan komme ind i miljøet."

Som en prøvesag, forskerne fokuserede på, hvad der kunne ske med produkterne efter at være blevet kasseret. "På en losseplads, et produkts indhold er modtageligt for udvaskning til dets omgivelser, "Bi siger. "Regn i en losseplads skaber sure opløsninger. Metallerne kan opløses og en gang opløst, cadmium har et meget større potentiale for at trænge ned i grundvandet."

I laboratoriet, forskerne simulerede lossepladsvand med en sur kemisk væske, som "kan lugte en lille smule dårligt, " siger Bi. Dernæst, forskerne opstillede tre forskellige testbetingelser. Først og fremmest, de lægger det nøgne materiale, der indeholder kvanteprikkerne, direkte i det simulerede lossepladsvand. I den anden, de huggede fjernsynet og tabletten i stykker på 2 tommer ved 2 tommer. Og i den tredje, de nedsænkede bare hele de intakte enheder i den sure kemiske væske. Efter 18 timer i den funky duftende løsning, forskerne testede væsken for at se, hvor meget cadmium og indium der var udvasket ind i den, og om materialerne for det meste var i deres faste kvanteprikkerform eller en mere problematisk ionform. Baseret på deres første resultater, det ser ud til, at ionformen dominerer for begge typer kvanteprikker ved lave koncentrationer, hvilket kunne tyde på en lavere miljøfare end oprindeligt forventet.

Forskerne arbejder stadig på præcist at kvantificere den nøjagtige mængde af udvaskede materialer i opløsningerne. Men baseret på undersøgelser foretaget hidtil, Bi siger, "Vi ser ikke store mængder udvaskning, især når vi taler om realistiske bortskaffelsesmetoder, f.eks. elektronikken eller hele produktet. Hvis du kasserer et pænt tv, vi forventer ikke for meget frigivelse af cadmium. "Den frigivne mængde er i størrelsesordenen nanogram pr. kubikcentimeter, langt mindre end den tærskel, der anses for farlig.