Med hjälp av högprecisionsmikroskopi och röntgenspridningsteknik, Forskare vid University of Oregon har fått ögonöppnande insikter i processen att tillämpa grön kemi på nanoteknik som resulterar i höga avkastningar, förbättrar effektiviteten och minskar dramatiskt avfall och potentiell negativ exponering för människors hälsa eller miljön.
University of Oregon kemist James E. Hutchison beskrev sitt labbs senaste ansträngningar för att övervaka dynamiken i nanopartiklar i ett inbjudet föredrag idag på American Physical Society's March Meeting (27 februari-2 mars). Det visar sig, Hutchison sa, att helt enkelt minska mängden guld - materialet som används i hans forskning - i de inledande stadierna av processen som används för att odla nanopartiklar möjliggör bättre underhåll av partikelstorleken.
Den prestationen, han sa, har viktiga konsekvenser. Användningen av lägre koncentrationer av föregångaren som bildar nanopartiklarna eliminerar praktiskt taget nanopartiklarnas förmåga att aggregera tillsammans och förhindrar därmed variationer i storlekar på den önskade slutprodukten.
"Det vi såg när vi observerade produktionsprocessen med småvinklad röntgenspridning (SAXS) var fantastiskt, "Hutchison, sa i en intervju innan hans föreläsning. "Vi insåg att det är möjligt att minska koncentrationen av guld och låta partiklarna fortfarande växa, men stäng av den sammanfallande eller aggregering, väg."
Han sammanfattade också sitt labbs användning av kemiskt modifierade rutnät (Smart Grids) i transmissionselektronmikroskopi för att studera hur nanopartiklar kastas från vanliga föremål som silver och kopparsmycken - fynd som detaljerades i tidskriften ACS Nano i oktober. De studerade transformationen av silver -nanopartiklar belagda på smarta nät såväl som de gemensamma föremålen och fann att alla former producerar mindre silver -nanopartiklar som kan spridas ut i miljön, särskilt i fuktig luft, vatten och ljus - och har troligtvis gjort det hela tiden utan några kända hälsoeffekter.
"Det kan finnas många fördelaktiga tillämpningar för nanoteknik, men de är bara fördelaktiga om nettofördelarna överväger de skadliga konsekvenserna för människors hälsa och miljön, "sa Hutchison, som innehar Lokey-Harrington-stolen i kemi vid University of Oregon.
Dessa nya övervaknings- och mättekniker, han sa, är avgörande för att förstå vilka modifieringar som är möjliga i de processer som odlar nanopartiklar för en önskad produkt. Med hjälp av grön kemi, han lade till, kan säkerställa både produktens effektivitet och stabilitet, som, i tur och ordning, minskar risken för oönskade miljömässiga eller skadliga konsekvenser för människors hälsa.
Hutchison är medförfattare till "Green Nanotechnology Challenges and Opportunities, "en vitbok publicerad av American Chemical Society's Green Chemistry Institute, och National Research Council rapport, "En forskningsstrategi för miljö, Hälsa, och säkerhetsaspekter för konstruerade nanomaterial. "Han var också grundande chef för Safer Nanomaterials and Nanoman Manufacturing Initiative (SSNI) vid Oregon Nanoscience and Microtechnologies Institute (ONAMI), ett forskningscentrum för statlig signatur.
