När det gäller kolnanorör (CNT) i jorden, ny forskning vid Texas Tech University visar att de nya materialen inte påverkar sorptionen av den giftiga delen av olja som kallas polycykliska aromatiska kolväten (PAH).
Forskare vid Institutet för miljö och människors hälsa säger att det är en mycket liten bit i ett mycket stort pussel för att försöka förstå den möjliga miljöpåverkan av CNT - ett nytt material med otaliga användningsområden, ännu oreglerad på nanoskala av tillsynsmyndigheterna. Forskningen var den främsta omslagsartikeln i en nyutgåva av den peer-reviewed journal, Miljövetenskap:Processer och effekter (tidigare känd som Journal of Environmental Monitoring ).
Resultaten förvånade Shibin Li, ledande forskare på studien och en tidigare doktorand vid The Institute of Environmental and Human Health som använde sina resultat för sin avhandling.
"Även vid en hög koncentration, kolnanorör förändrade inte PAH -sorptionsbeteendet i marken signifikant, "Li sa." Min ursprungliga gissning om resultatet var att kolnanorör i stor utsträckning kunde påverka PAH -beteendet i marken på grund av deras starka adsorptionsförmåga hos hydrofoba föroreningar. Det hände inte. "
En kolnanorör är gjord av grafen - världens starkaste kända ämne. Grafen är ett supertunt ark med kolatomer arrangerade i ett sexkantigt "bikakemönster". Konventionell penna grafit är helt enkelt många lager av grafen staplade ihop.
När den rullas in i ett rör, grafen bildar ett CNT, en fiber 100 gånger starkare än stål och sex gånger lättare. Detta nya material kan bana väg för anmärkningsvärd teknik, från förbättrade datorchips, flexibla datorskärmar eller kroppspansar, till hälsoprogram, såsom benläkning och cancerbehandlingar, och jordbruksprodukter, till exempel smarta leveransbekämpningsmedel och gödningsmedel.
Men med de växande användningsområdena för det nya materialet, oro växer också över att dessa nya nanomaterial kan ha negativa eller oavsiktliga effekter på organismer och miljö, Sa Li.
"Som ett av de mest producerade nanomaterialen, nanorör kan släppas ut i miljön genom olika scenarier, såsom frigöring från textilier, vid förbränning eller urlakning från deponier, "sa han." Historien berättar att en fullständig förståelse av ett nyssyntetiserat material kommer att garantera dess långsiktiga och säkra användning i samhället. Därav, undersökningar av kolnanorörens öde och toxicitet behövs. Liknar konventionella föroreningar, nanomaterialens öde i miljön kan förändra deras biotillgänglighet, och har en stor inverkan på deras ultimata toxicitet.
För att studera effekten, Li arbetade med Jaclyn Cañas-Carrell, docent vid Institutionen för miljötoxikologi, vem med Micah Green, en biträdande professor i kemiteknik vid Texas Tech, nyligen utvecklat en metod för att detektera CNT i jorden med hjälp av mikrovågor.
I experimentet, Cañas-Carrell sa att forskare satte nanorör och PAH i jorden och tittade på grundläggande sorptionsprov. De använde PAH eftersom mycket är känt om hur dessa kemikalier binder till jord.
"Du kan berätta om hur biotillgänglig en viss kemikalie kommer att vara av hur sorberad den är i jorden, "sa hon." Ju högre sorption, ju mindre biotillgänglig det är för djur som lever i jorden, eller äta jorden. Du vill att den ska hålla fast vid jorden för att minska toxiciteten. Vi fann ingen effekt av kolnanorör i närvaro av PAH, vilket var konstigt, eftersom PAH är bra på att absorbera organiska föreningar. Vi trodde att vi kanske skulle se en ökning av sorptionen. Så var inte fallet. Det var en neutral effekt. "
Både Cañas-Carrell och Li säger att detta fynd är en mycket liten bit av ett mycket stort pussel, och det är svårt att dra stora slutsatser av fyndet ännu. Men fler studier bör göras för att förstå vilken effekt denna nya teknik kan ha på miljön.
"Detta är en läxa från historien, "Sa Li." Folk oroade sig inte för de negativa effekterna på miljön och människor med många traditionella föroreningar, såsom PAH, PCB och asbest. Föreskrifter som behövs för att komma ikapp efter att folk insåg jorden, vatten, luft och själva påverkas negativt av dessa material. För material i nanoskala, deras toxicitet, i allmänhet relaterade till deras fysikalisk -kemiska egenskaper, kan förstoras samtidigt. Det är toxikologens ansvar att ta upp denna fråga till allmänheten. Det är värt att notera att, det betyder inte nödvändigtvis att de är giftiga eftersom de studeras. På nytt, vad vi gör nu är att få en bättre förståelse för deras toxicitet, either toxic, or non-toxic."
