Kolnanorör är små. De kan vara hundra tusen gånger mindre än bredden på ett människohår. Men de har en enorm potential.

Produkter som tillverkas med kolnanorör inkluderar armeringsjärn för betong, sportartiklar, vindturbiner, och litiumbatterier, bland andra.

Potentiell användning av kolnanorör kan sträcka sig till olika områden, såsom jordbruk, biomedicin och rymdvetenskap.

Men när vi använder fler kolnanorör för att göra saker, vi ökar också chanserna att dessa nanorör kommer in i olika miljöer och ekosystem.

"Det gör det viktigt att förstå hur kolnanorör beter sig i dessa miljöer, säger Yu Yang, medlem i Soil Science Society of America.

I en ny studie, Yang och hans kollegor beskriver ett sätt att mäta nivåer av en specifik typ av kolnanorör i växtvävnader. Deras forskning publicerades nyligen i Journal of Environmental Quality .

Kolnanorör kan ta sig in i jordbruksfält och livsmedelsprodukter. Där, de kan utgöra ett hot mot människors och miljöns hälsa.

"Att veta hur man mäter kolnanorör i miljön är avgörande för att förstå deras öde och effekter på miljön, säger Yang.

För att efterlikna nanorören i miljön, Yang och kollegor odlade hydroponisk sallad i närvaro av kolnanorör. Sedan analyserade de salladsbladen för spår av kolnanorör.

Yang fann att denna metod kunde upptäcka små mängder kolnanorör i löven, stjälkar och rötter hos salladsväxterna.

"Vi har utvecklat en metod för att ta itu med den utmanande frågan om att kvantifiera kolnanomaterial i miljön, " säger Yang. "Dessa fynd kan hjälpa till att vägleda en hållbar tillämpning av kolnanorör i naturliga miljöer."

Utmaningen med att mäta kolnanorör i miljön är att de är gjorda av kol. Alla levande varelser på jorden – inklusive människor och växter – har kol som en viktig byggsten.

Uppgiften Yang och kollegor stod inför var att skilja mellan kol i levande material från kol i kolnanorör.

Ett enda lager av kolatomer arrangerade i ett bikakemönster kallas grafen. Ett kolnanorör är ett ark grafen rullat till en liten cylinder.

Kolnanorör gjorda av ett enda ark grafen kallas enkelväggiga nanorör. Att skikta flera rör i andra ger flerväggiga kolnanorör.

Forskare kan lägga till olika molekyler till kolnanorör. Att lägga till dessa molekyler kan ändra deras egenskaper. De kan lösas lättare i lösningsmedel, till exempel.

"Kolnanorör med tillsatta molekyler kan användas vid tillverkning av nanokompositer, biomedicin, och kemiska eller biologiska sonder, säger Yang.

I tidigare forskning, Yangs grupp kvantifierade flerväggiga kolnanorör i växter. Men ingen hade mätt om den här typen av kolnanorör med en specifik molekyl tillsatt kommer in i växter.

Forskarna använde en teknik som kallas programmerad termisk analys. I detta tillvägagångssätt, material värms upp på ett kontrollerat sätt i olika miljöer – säg plus eller minus syre, till exempel.

Hur olika material reagerar på att värmas upp i olika miljöer kan ge stora ledtrådar om dessa material.

Yang och kollegor fann att de kunde använda programmerad termisk analys för att detektera kolet i nanorören. Med hjälp av dessa data, de kunde också skilja kolet i kolnanorör från kolet i växter.

Detta är den första studien som mäter nivåer av denna typ av kolnanorör i växter med hjälp av termisk analys. "Det är avgörande för att förstå kolnanorörs öde i miljön och för att uppskatta potentiell mänsklig exponering, säger Yang.

Yang arbetar nu med att upptäcka ännu mindre mängder kolnanorör i miljön.

"Vi vill också försöka mäta kolnanorör med olika molekyler tillsatta, " säger Yang. Han planerar också att utöka testmaterial utöver salladsväxter. "Vi vill testa detta tillvägagångssätt i olika miljöer."

I sista hand, målet är att främja tillämpningen av kolnanorör. "Att noggrant kunna mäta kolnanorör i miljön kan främja deras hållbara användning, säger Yang.