För att förbättra tittarglädjen, företag har utvecklat tv – och surfplattor – som innehåller kvantprickar för att förbättra ljusstyrkan och färgen. Vissa kvantprickar är gjorda av potentiellt skadliga metaller, som kan läcka ut i miljön när enheten kasseras. Men andra TV-apparater tillverkade med mindre farliga nanomaterial kräver mer energi att tillverka. I dag, forskare rapporterar preliminära resultat som tyder på att under simulerade deponier, kvantprickar kan läcka ut ur enheter. Men eftersom detta händer i så små mängder, teamet säger att i det stora hela, det kan vara vettigt att använda de mer giftiga kvantprickarna som är gjorda med en mer miljövänlig process.

Forskarna kommer att presentera sitt arbete i dag vid det 254:e nationella mötet och utställningen av American Chemical Society (ACS). ACS, världens största vetenskapliga sällskap, håller mötet här till och med torsdag. Den har nästan 9, 400 presentationer om ett brett spektrum av vetenskapliga ämnen.

"Bara det senaste decenniet, konstruerade nanomaterial har införlivats i så många konsumentprodukter, säger Yuqiang Bi, Ph.D., en postdoktor vid Paul Westerhoffs laboratorium, Ph.D. "U.S. Environmental Protection Agency har finansierat oss för att bedöma dessa nanomaterial. De vill veta hur man förutsäger och hanterar risken från dessa ämnen." Westerhoff tillägger, "Denna fallstudie är en av flera som överväger användningen, öde, transformationer, frisättning och potentiell mänsklig eller ekologisk exponering för nanomaterial under hela livscykeln för nanoaktiverade konsumentprodukter."

Som ett första steg, laget behövde hitta kvantprickarna. "Konsumentelektronik listar inte deras ingredienser som mat gör, säger Bi, som är vid Arizona State University. "Vi måste rensa allt vi kan hitta för att få idéer om hur elektroniken tillverkas och vilka konsumentprodukter som faktiskt har nanomaterialen." Forskarna skannade produktinformation, på internet och i butiker, letar efter surfplattor och tv-apparater som skröt med kvantprickteknik. De tog några kandidater tillbaka till labbet, där de plockade isär skärmarna och letade efter kvantprickar.

Med hjälp av masspektrometri och röntgenfluorescensspektroskopi, forskarna identifierade en tablett som innehöll kadmiumkvantprickar (nämligen kadmiumselenid, eller CdSe), en tungmetall som är giftig och cancerframkallande, och en tv med indium (nämligen indiumfosfid, eller InP) kvantprickar. Medan indium är mindre giftigt än kadmium, indium nanomaterialen kräver mer energi för att producera, så frågan blir om den potentiella säkerhetsvinsten är värd energikostnaden. "Bara för att en produkt har kvantprickar betyder det inte att den utgör en risk, " säger Bi. "Det beror på om kvantprickarna kan komma in i miljön."

Som ett testfall, forskarna fokuserade på vad som kan hända med produkterna efter att de kasserats. "På en soptipp, en produkts innehåll är känsligt för att läcka ut i dess omgivning, "Bi säger. "Regnfall i en deponi skapar sura lösningar. Metallerna kan lösas upp och en gång upplöst, kadmium har en mycket större potential att penetrera grundvattnet."

I laboratoriet, forskarna simulerade deponivatten med en sur kemisk vätska, som "kan lukta lite illa, " säger Bi. Nästa, forskarna satte upp tre olika testförhållanden. I den första, de lägger det nakna materialet som innehåller kvantprickarna direkt i det simulerade deponivattnet. På sekunden, de skar upp tv:n och surfplattan i 2-tums gånger 2-tums bitar. Och i den tredje, de sänkte bara ner hela intakta enheter i den sura kemiska vätskan. Efter 18 timmar i den läckert luktande lösningen, forskarna testade vätskan för att se hur mycket kadmium och indium som hade lakat in i den och om materialen mestadels var i sin fasta kvantprickform eller en mer problematisk jonform. Baserat på deras första resultat, det verkar som att jonformen dominerar för båda typerna av kvantprickar vid låga koncentrationer, vilket skulle kunna tyda på en lägre miljöfara än vad som ursprungligen förväntades.

Forskarna arbetar fortfarande med att exakt kvantifiera den exakta mängden urlakade material i lösningarna. Men baserat på studier gjorda hittills, Bi säger, "vi ser inte stora mängder urlakning, speciellt när vi talar om realistiska metoder för bortskaffande, som elektroniken eller hela produkten. Om du gör dig av med en snygg TV, vi förväntar oss inte för mycket utsläpp av kadmium." Den frigjorda mängden är i storleksordningen nanogram per kubikcentimeter, mycket lägre än den tröskel som anses farlig.