Исследователи ищут способы сделать перспективную технологию безопасной для окружающей среды

Доля электронных отходов на свалках за последнее десятилетие растет тревожными темпами, вызывая опасения по поводу токсичности компонентов потребительской электроники.

Исследователи из Университета Флориды ищут способы минимизировать экологические риски, связанные с материалом, который, вероятно, будет играть всё более важную роль в производстве этих товаров в будущем. Результаты их последних исследований опубликованы в мартовском номере журнала Nanotoxicology за 2012 год.

Углеродные нанотрубки уже используются в сенсорных экранах и для создания более мелких и эффективных транзисторов. Если текущие исследования по их применению в литий-ионных батареях окажутся успешными, эта технология может стать важной для питания всего — от смартфонов до гибридных автомобилей. Но наряду с перспективами существует и обеспокоенность.

«В зависимости от способа применения нанотрубки могут быть токсичными — проявлять свойства, сходные с асбестом, в лабораторных условиях на мышах», — говорит Жан-Клод Бонзонго, доцент кафедры экологической инженерии. Он участвует в совместном исследовании с Кирком Циглером, доцентом кафедры химической инженерии, с целью минимизировать потенциальный вред этого важного материала.

Команда UF изучает токсичность, связанную с водными растворами углеродных нанотрубок, которые используются в некоторых производственных процессах.

«На наноуровне электронные взаимодействия между атомами ограничены, что создает желаемые свойства, например, высокую проводимость. Но использовать эти свойства сложно, потому что нанотрубки имеют тенденцию слипаться», — поясняет Циглер.

По этой причине нанотрубки необходимо обрабатывать, чтобы они оставались диспергированными. Один из способов — смешивать их с водным раствором, который действует как детергент и разделяет спутанные пучки.

«Некоторые поверхностно-активные вещества, или растворы, токсичны сами по себе. А другие становятся токсичными в присутствии углеродных нанотрубок», — говорит Бонзонго.

Они с Циглером сосредоточили свои исследования на растворах, которые становятся опасными при смешивании с нанотрубками. Их последние результаты показывают, что токсичность можно снизить, контролируя соотношение жидкости и частиц.

Экономически эффективный способ разделения нанотрубок остается одним из последних препятствий для их массового применения в электронике. Современные лабораторные методы, такие как механическая гомогенизация или центробежное просеивание, слишком дороги для массового производства. Поэтому жидкие суспендирующие агенты могут стать решением, если мы хотим иметь нанотехнологичные продукты для массового рынка.

«Это развивающаяся технология. Мы хотим опередить события и убедиться, что прогресс будет устойчивым — с точки зрения окружающей среды и здоровья человека», — заключает Бонзонго.