Nanopartikler kan have større indvirkning på miljøet end tidligere antaget

I løbet af de sidste to årtier har nanoteknologi har forbedret mange af de produkter, vi bruger hver dag fra mikroelektronik til solcreme. Nanopartikler (partikler, der kun er et par hundrede atomer i størrelse) ender i miljøet med ton, men forskere er stadig uklare om de langsigtede virkninger af disse super-små nanopartikler.

I en første undersøgelse af sin art, forskere har vist, at nanopartikler kan have en større indvirkning på miljøet end tidligere antaget. Forskningen er publiceret i Kemisk videnskab , et fagfællebedømt tidsskrift for Royal Society of Chemistry.

Forskere fra National Science Foundation Center for Bæredygtig Nanoteknologi, ledet af forskere ved University of Minnesota, fandt ud af, at en almindelig, ikke-sygdomsfremkaldende bakterier fundet i miljøet, kaldet Shewanella oneidensis MR-1, udviklet hurtig modstand, når de gentagne gange blev udsat for nanopartikler, der blev brugt til fremstilling af lithiumionbatterier, de genopladelige batterier, der bruges i bærbar elektronik og elbiler. Resistens er, når bakterierne kan overleve ved større og større mængder af materialerne, hvilket betyder, at bakteriernes grundlæggende biokemi og biologi ændrer sig.

"Mange gange gennem historien, materialer og kemikalier som asbest eller DDT er ikke blevet testet grundigt og har forårsaget store problemer i vores miljø, "sagde Erin Carlson, en kemilektor ved University of Minnesota i University of Science and Engineering og hovedforfatteren af ​​undersøgelsen. "Vi ved ikke, at disse resultater er så skrækkelige, men denne undersøgelse er et advarselstegn på, at vi skal være forsigtige med alle disse nye materialer, og at de dramatisk kunne ændre, hvad der sker i vores miljø. "

Carlson sagde, at resultaterne af denne undersøgelse er usædvanlige, fordi det typisk er, når vi taler om bakteriel resistens, at vi har behandlet bakterierne med antibiotika. Bakterierne bliver resistente, fordi vi forsøger at dræbe dem, hun sagde. I dette tilfælde, nanopartiklerne, der blev brugt i lithium -ion -batterier, blev aldrig lavet til at dræbe bakterier.

Dette er den første rapport om ikke-antibakterielle nanopartikler, der forårsager resistens hos bakterier.

I fortiden, mange undersøgelser på området udsatte bakterier for en stor dosis nanopartikler og observerede, hvis bakterierne døde. Denne undersøgelse var anderledes, fordi den så på, hvad der sker over en længere periode for at teste, hvordan bakterierne kan tilpasse sig over flere generationer, når de løbende udsættes for nanopartiklerne. Bakterierne var klart i stand til at tage højere og højere doser af disse materialer over tid uden at dø.

"Selvom en nanopartikel måske ikke er giftig for en mikrobe, det kan stadig være farligt, "sagde Stephanie Mitchell, en kemi kandidatstuderende ved University of Minnesota og førende kandidatstuderende på dette studie.

Carlson advarer om, at resultaterne af denne undersøgelse går langt ud over bare bakterier.

"Denne forskning er meget vigtig for mennesker, fordi bakterier er udbredt i vores søer og jord, hvor der er en delikat balance mellem organismer. Andre organismer lever af disse mikrober, og der kan være en stor effekt i fødekæden, eller disse resistente bakterier kan have andre effekter, vi ikke engang kan forudsige lige nu. "

Carlson sagde, at forskerne vil fortsætte opfølgende undersøgelser for at bestemme virkningerne af andre menneskeskabte nanomaterialer på andre organismer i miljøet og de langsigtede virkninger.

"Forskning, der både fremmer teknologi og opretholder vores miljø, er en prioritet for Division of Chemistry, "sagde Michelle Bushey, programdirektør for programmet Kemiske centre for innovation ved National Science Foundation. "Dette arbejde afslører uudforskede og langsigtede virkninger, som nogle nanopartikler har på de levende organismer omkring os. Denne opdagelse ved grænsefladen mellem kemi og biologi er et første skridt i retning af at udvikle nye bæredygtige materialer og praksis, samt at danne grundlag for mulige afhjælpningsmetoder. "