Мониторинг экологического воздействия нанотехнологий
Интерес к «зеленым» инновациям заставляет думать не только масштабно, но и очень, очень, очень мало.
Так считает Омовунми Садик, директор Центра передовых сенсоров и экологических систем Университета Бингемтона. Она работает над созданием сенсоров для обнаружения и идентификации искусственных наночастиц. Её исследования углубят понимание рисков, связанных с попаданием и трансформацией этих частиц в окружающей среде.
«Общество обязано учитывать не только положительные стороны науки и технологий, но и не столь желательные аспекты самих технологий», — говорит Садик, профессор химии. — «Нам нужно думать не только о том, как создавать эти наночастицы, но и об их влиянии на здоровье человека и окружающую среду».
Широкое распространение наночастиц
Согласно исследованию Проекта по возникающим нанотехнологиям, наночастицы (размером менее 100 нанометров) сейчас используются в более чем 1000 потребительских товаров — от автомобилей до продуктов питания. Наночастицы серебра широко применяются в качестве покрытий для кухонной утвари и посуды, а также как компоненты в моющих средствах и одежде благодаря своим антибактериальным свойствам. Можно даже купить носки, пропитанные наночастицами серебра для уменьшения количества бактерий и запаха.
«Но что происходит, когда мы покупаем эти носки и стираем их? — задаётся вопросом Садик. — Наночастицы попадают в нашу водную систему».
Проблема мониторинга и токсичности
О том, как эти и другие искусственные наночастицы взаимодействуют с водными системами, почвой и воздухом, известно очень мало. Некоторые из них являются известными токсинами; другие обладают свойствами, схожими с асбестом. При этом отслеживать их сложно, если не невозможно. Современные методы идентификации наночастиц полагаются на огромные микроскопы, которые не портативны и не предоставляют информации о токсичности материалов.
Садик и её коллега Говард Ванг получили финансирование от Агентства по охране окружающей среды США (EPA) для проектирования, создания и тестирования сенсоров для мониторинга как искусственных наночастиц, так и естественных клеточных частиц.
«Нам необходимо понимать химическую трансформацию этих материалов в экосистеме, чтобы мы могли принять меры для предотвращения ненужного воздействия», — говорит Садик.
Решение: сенсоры и «зелёные» нанотехнологии
Её лаборатория уже создала мембрану, которая не только улавливает отдельную наночастицу, но и обеспечивает генерацию сигнала. В ней используется циклодекстрин, чья молекулярная структура напоминает крошечную чашку. «Её можно использовать не только как сенсор, но и для очистки», — отмечает Садик.
Это открытие и другие заставляют Садик полагать, что нанотехнологии могут также оказаться полезными для очистки окружающей среды от загрязнителей. «Зелёные» нанотехнологии могли бы даже сократить использование растворителей и привести к производственным процессам, создающим меньше отходов.
Например, Садик использовала наночастицы для преобразования хрома-6 (известного канцерогена) в хром-3, который безвреден. «Я действительно вижу положительную сторону этого», — говорит она.
«Мы хотим иметь возможность разрабатывать наноматериалы, избегая непреднамеренных последствий таких разработок, — добавляет Садик. — Мы не хотим останавливать прогресс, но мы хотим поощрять ответственность».