Углеродные нанотрубки и окружающая среда

Исследователи из Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (Германия) предупреждают, что широкое применение углеродных нанотрубок в будущем увеличит вероятность их попадания в окружающую среду на этапах производства, использования или утилизации.

Попадание через воду

Важным каналом попадания нанотрубок в окружающую среду является вода. В исходном состоянии эти волокна диаметром менее 50 нанометров плохо растворимы в воде. Однако они способны образовывать коллоидные растворы, если их поверхностная структура изменяется — намеренно при производстве или под действием природных процессов в окружающей среде.

В виде коллоидов нанотрубки могут переноситься водными потоками. Известно, что они могут проникать через клеточные стенки.

Изменённая поверхность и связывание урана

Учёные исследовали нанотрубки как в исходном состоянии, так и после обработки окисляющими кислотами (например, смесью азотной и серной). Обработанные нанотрубки сильнее рассеивают свет, что указывает на образование стабильных коллоидов.

Было впервые показано, что уран, повсеместно присутствующий в окружающей среде, особенно активно связывается с поверхностью обработанных нанотрубок. Их способность сорбировать уран возрастает на порядок по сравнению с необработанными.

«Следовательно, правдоподобно предположить, что углеродные нанотрубки, попав в окружающую среду, влияют на транспорт урана в природных водах и даже в биологических системах. Возможное воздействие на окружающую среду и здоровье человека в целом рассматривалось слишком мало», — говорит учёный FZD Харальд Цэнкер.

С другой стороны, высокая связывающая способность нанотрубок предполагает возможность их использования для очистки вод от тяжёлых металлов. Однако они пока не являются рентабельной альтернативой классическим очистителям.

Источник: A. Schierz, H. Zaenker: Aqueous suspensions of carbon nanotubes: surface oxidation, colloidal stability and uranium sorption, Environmental Pollution 157, 1088 - 1094 (2009). DOI:10.1016/j.envpol.2008.09.045