Вода имеет значение для металлических наночастиц
Инженерные наночастицы содержатся во многих продуктах — от косметики до солнцезащитных кремов. Чтобы безопасно использовать их, необходимо понимать, как они ведут себя в естественной среде.
Грег Лоури и постдок Астрид Авеллан из Университета Карнеги-Меллон обнаружили, что золотые наночастицы растворяются в пресноводных экосистемах при контакте с микроорганизмами, обитающими на водных растениях. В процессе растворения высвобождаются ионы золота, которые ведут себя иначе, чем наночастицы, и потенциально могут быть токсичны для некоторых микроорганизмов. Исследование опубликовано в Nature Nanotechnology.
Ключевое открытие
Учёные использовали мезокосм — контролируемую модель пресноводной среды, содержащую почву, воду, растения, рыб и микроорганизмы. В течение шести месяцев в воду еженедельно добавляли низкие дозы золотых наночастиц, имитируя долгосрочное воздействие.
Результаты:
- 70% золота накопилось в водных растениях.
- Все золотые наночастицы растворились и превратились в другие формы.
- Причина — микроорганизмы в биоплёнке (слизистом слое на растениях) выделяют цианид, который взаимодействует с наночастицами, образуя комплексы, например, золото-цианид.
«Это исследование открыло нам глаза на важность растений и растительного микробиома в определении судьбы инженерных наноматериалов в пресноводных средах», — сказал Грег Лоури.
Почему это важно?
- Пересмотр стабильности: Золотые наночастицы считались стабильным материалом и использовались как трассеры для изучения поведения наноматериалов. Открытие показывает, что даже инертные металлические наночастицы могут растворяться в биологически активных средах.
- Новые возможности: Понимание этого процесса позволяет целенаправленно проектировать наноматериалы.
- Потенциал для сельского хозяйства: Взаимодействие наноматериалов с фитобиомом (растение и его микробиом) можно использовать для повышения продуктивности растений.
«Теперь мы знаем, почему и в каких условиях растворяются золотые наночастицы. Мы можем использовать эти знания для создания лучших материалов», — отметила Астрид Авеллан.
Хотя прямое влияние преобразованного золота на организмы требует дальнейшего изучения, открытие механизма растворения позволяет прогнозировать и контролировать поведение наночастиц в окружающей среде.