Квантовые точки из селенида кадмия разлагаются в почве, высвобождая токсичные компоненты

Исследование Университета в Буффало показало, что квантовые точки из кадмия и селена разлагаются в почве, высвобождая токсичные ионы кадмия и селена в окружающую среду.

Исследование, принятое к публикации в журнале Environmental Science and Technology, подчеркивает важность изучения взаимодействия квантовых точек и других наноматериалов с окружающей средой после утилизации.

Квантовые точки — это полупроводниковые нанокристаллы диаметром от 2 до 100 нанометров. Хотя они пока не получили широкого распространения в потребительских товарах, ученые исследуют их применение в технологиях — от солнечных панелей до биомедицинской визуализации.

Исследование Дианы Аги, финансируемое грантом Агентства по охране окружающей среды США в размере $400,000, показало, что оба типа квантовых точек — как из чистого селенида кадмия (CdSe), так и с защитной оболочкой из сульфида цинка (ZnS) — высвобождали токсичные элементы в течение 15 дней после попадания в почву.

Эксперимент и ключевые выводы

• В экспериментах с почвенными колоннами, имитирующими дождь (раствор CaCl₂), более 90% кадмия и селена из точек без оболочки и более 70% из точек с оболочкой оставались в верхних 1.5 см почвы. Это указывает на низкую вероятность их проникновения в грунтовые воды в обычных условиях.
• Однако при добавлении хелатирующего агента EDTA (аналог лимонной кислоты в моющих средствах) подвижность квантовых точек в почве значительно возрастала.
• Даже если точки остаются в верхнем слое почвы, их разложение представляет риск. Отдельное исследование на растениях Arabidopsis показало, что они проявляли фитотоксическую реакцию на квантовые точки с оболочкой ZnS, воспринимая их как яд.

Вывод: Существует потенциал негативного воздействия на окружающую среду из-за биодеградации квантовых точек, но также есть возможность модифицировать химию их поверхности, чтобы предотвратить разложение в будущем.