Hvede får boost fra rensede nanorør

Indførelsen af ​​rensede carbon nanorør ser ud til at have en gavnlig effekt på den tidlige vækst af hvedegræs, ifølge Rice University-forskere. Men i nærvær af forurenende stoffer, de samme nanorør kunne gøre stor skade.

Kemikeren Andrew Barrons rislaboratorium dyrkede hvedegræs i en hydroponisk have for at teste den potentielle toksicitet af nanopartikler på planten. Til deres overraskelse, de fandt, at en type partikel spredt i vand hjalp planten med at vokse sig større og hurtigere.

De formoder, at resultaterne stammer fra nanorørs naturlige hydrofobe (vandundgående) natur, der i et eksperiment tilsyneladende lettede planternes øgede optagelse af vand.

Forskningen vises i tidsskriftet Royal Society of Chemistry Miljøvidenskab:Nano .

Laboratoriet monterede den lille skala undersøgelse med viden om, at industriel produktion af nanorør uundgåeligt vil føre til deres bredere spredning i miljøet. Undersøgelsen citerede hurtig vækst i markedet for nanopartikler i lægemidler, kosmetik, stoffer, vandfiltre og militære våben, med tusindvis af tons produceret årligt.

På trods af deres udbredte brug, Barron sagde, at få forskere har set på miljønanopartiklers indvirkning-hvad enten de er naturlige eller menneskeskabte-på plantevækst.

Forskerne plantede hvedegræsfrø i flere replikater i vat og fodrede dem med dispersioner, der indeholdt rå enkeltvæggede eller flervæggede nanorør, oprensede enkeltvæggede nanorør eller jernoxidnanopartikler, der efterlignede resterende katalysatorer, der ofte er knyttet til nanorør. Opløsningerne var enten vand eller tetrahydrofuran (THF), et industrielt opløsningsmiddel. Nogle af frøene blev fodret med rent vand eller THF som kontrol.

Efter otte dage, plantningerne viste, at rensede enkeltvæggede nanorør i vand øgede spirehastigheden og skudvæksten af ​​hvedegræs, som i gennemsnit voksede sig 13 procent større end planter i almindeligt vand. Rå enkelt- og flervæggede nanorør og partikler i begge opløsninger havde ringe effekt på planternes vækst, de fandt.

Imidlertid, oprensede enkeltvæggede nanorør i THF hæmmede planteudvikling med 45 procent sammenlignet med enkeltvæggede nanorør i vand, tyder på, at nanorørene fungerer som en bærer for det giftige stof.

Bekymringen, Barron sagde, er, at hvis enkeltvæggede nanorør kombineres med organiske forurenende stoffer som pesticider, industrielle kemikalier eller opløsningsmidler i miljøet, de kan koncentrere og immobilisere toksinerne og forbedre deres optagelse af planter.

Intet set i den begrænsede undersøgelse indikerede, om kulstof nanorør i miljøet, og potentielt i planter, vil stige op i fødekæden og være skadelig for mennesker, han sagde.

På den anden side, forskerne sagde, at det kan være værd at se på, om hydrofobe substrater, der efterligner de positive effekter observeret i enkeltvæggede nanorør, kunne bruges til højeffektiv kanalisering af vand til frø.

"Vores arbejde bekræfter vigtigheden af ​​at tænke på nanomaterialer som en del af et system snarere isoleret, " sagde Barron. "Det er kombinationen med andre forbindelser, der er vigtig at forstå."