Logo Przewdonik Katolicki

Nanokłopoty

Renata Krzyszkowska
Struktura nanorurek / fot. Fotolia

Gdy w latach 90. XX w. Eric Drexler rozpoczął popularyzację nanotechnologii, wszystko zapowiadało naukową rewolucję. Dziś entuzjazm jakby zmalał, bo mamy coraz więcej dowodów, że nanozwiązki mogą być szkodliwe.

Nanotechnologia zajmuje się obiektami nieco tylko większymi od atomu, o rozmiarach w granicach od 1 do 100 nanometrów (nm). 1 nm to jedna milionowa część milimetra. Dla porównania najmniejsza znana człowiekowi bakteria ma 200 nm. Nanozwiązki szybko podbiły nowe technologie, m.in. w informatyce, medycynie czy rolnictwie. Jednym z najbardziej obiecujących okazały się nanozwiązki srebra. Srebro ma właściwości odkażające, stąd zaczęto wykorzystywać nanocząstki srebra w kosmetykach, odzieży sportowej, opakowaniach produktów spożywczych, a nawet w suplementach diety. Być może za wcześnie, bo jak wykazali naukowcy z Uniwersytetu Południowej Danii, związki te mogą przenikać do ludzkich komórek i powodować ich uszkodzenie. Doświadczeń jednak nie przeprowadzano na ludziach, a jedynie w laboratorium. By definitywnie wykazać zagrożenie trzeba więc dalszych badań.
 
Dawka czyni truciznę
Według niektórych naukowców nanozwiązki mogą być niebezpieczne tak jak azbest, minerał włóknisty, wykorzystywany do niedawna do wyrobu m.in. niepalnych materiałów budowlanych, tkanin i farb ogniotrwałych, materiałów izolacyjnych itp. Zdaniem specjalistów, przypomina on bombę z opóźnionym zapłonem, bowiem jego szkodliwy wpływ na organizm człowieka ujawnia się dopiero po 30 latach. Szkodliwy jest zwłaszcza pył azbestowy – powoduje pylicę płuc, zwaną azbestozą, która może prowadzić do raka płuc lub międzybłoniaka – nowotworu opłucnej. Używanie azbestu jest od lat zabronione, ale i tak szacuje się, że w naszym kraju wciąż znajduje się w użytkowaniu przynajmniej kilka milionów ton wyrobów azbestowych. Nanozwiązki nie są jednak jeszcze ani tak długo, ani tak powszechnie wykorzystywane  jak było to z azbestem, dlatego ocena ich wpływu na środowisko i człowieka dopiero się zaczyna.
– Jako pierwsi na świecie przeprowadziliśmy badania porównawcze czy nanorurki węglowe zbliżone są działaniem do azbestu. Oba związki mają podobną budowę, ale nanorurki węglowe są trzy rzędy wielkości drobniejsze i cieńsze. Badania prowadziliśmy na świnkach morskich, we współpracy z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym. Wynik potwierdził znane słowa Paracelsusa, że wszystko jest i nie jest trucizną, zależnie od dawki. W pewnych ilościach nanorurki węglowe są bezpieczne, a po przekroczeniu pewnych dawek wywołują w organizmie (w układzie oddechowym) np. stany zapalne – mówi prof. Andrzej Huczko z Pracowni Fizykochemii Nanomateriałów w Zakładzie Dydaktycznym Chemii Fizycznej Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego.
Niestety nie ma jeszcze określonych limitów i stopni uznanych za stężenia ewidentnie szkodliwe dla zdrowia, bo nikt tego bezpośrednio na ludziach nie badał. Naukowcy mają świadomość problemu, ale jest on trudny do zbadania i nieoczywisty.
 
Bezpieczne spaghetti
Badania nad bezpieczeństwem nanozwiązków prowadzi się także na Uniwersytecie Rolniczym im. Hugona Kołłątaja w Krakowie. – Badam wpływ nanocząstek srebra i nanorurek węglowych na rośliny i pożyteczne mikroorganizmy owadobójcze występujące w uprawach rolniczych. Wyniki nie są jednoznaczne – mówi dr hab. inż. Anna Gorczyca z Wydziału Rolniczo-Ekonomicznego. – Wykazaliśmy z jednej strony, że nanorurki węglowe ograniczają wzrost powierzchniowy korzystnych mikrogrzybów, a z drugiej strony przyczyniają się do ich obfitszego zarodnikowania i szybszego kiełkowania, co można wykorzystywać w produkcji biopestycydów. Nanosrebro i nanorurki węglowe mogą stymulować wzrost niektórych roślin, ograniczając rozwój grzybów fitopatogennych lub powodując mikrouszkodzenia nasion skutkujące szybszym kiełkowaniem. W badaniach, jakie przeprowadziliśmy na naszym Wydziale, wykazaliśmy jednak, że i nanosrebro, i nanorurki węglowe prowadzą u roślin do wzmożonego stresu oksydacyjnego. Grzyby z kolei reagowały zmianami w produkcji metabolitów, np. tworzyły więcej pigmentów – mówi dr inż. Anna Gorczyca.
Wyniki badań prowadzonych na całym świecie każą zachować ostrożność w stosowaniu nanozwiązków, ale są też badania dowodzące, że można je stosować z pożytkiem.
Nanorurki węglowe na przykład są stosowane w sprzęcie sportowym, np. w rakietach tenisowych, sprzęcie narciarskim, bo są lekkie i bardzo wytrzymałe. – W swej strukturze są splatane jak makaron spaghetti, więc trudno się oddzielają i trudno oczekiwać ich obecności w stanie lotnym. Do tego są zatopione w tworzywie sztucznym, więc jakby dodatkowo unieruchomione. W takim stanie są bezpieczne – mówi prof. Andrzej Huczko.
 
Modny grafen
Modnym materiałem jest również grafen. Pozyskuje się go z grafitu, który zbudowany jest z małych, stosunkowo miękkich płytek, czyli właśnie grafenów. Ślad, jaki robimy na kartce pisząc ołówkiem, to właśnie owe małe płytki oderwane od grafitu w czasie tarcia o papier. Grafen jako pojedyncza warstwa został odkryty stosunkowo niedawno, bo w 2004 r. Obecnie uważany jest za przełom. Z uwagi na swe właściwości: lekkość i wytrzymałość wchodzi w skład tworzyw sztucznych wykorzystywanych do produkcji różnych sprzętów, np. sportowych czy gospodarstwa domowego. Bezpieczeństwo jego użycia jest cały czas badane. – Obecnie stosuje się go głównie w kompozytach, więc jego lotność również jest mała. Grafen używany jest m.in. jako składnik opon rowerów wyścigowych najwyższej klasy. Pewnie w czasie jazdy w wyniku tarcia jakieś śladowe ilości grafenu uwalniają się do atmosfery, ale nawet w przeliczeniu na ilość przejechanych kilometrów zagrożenie dla środowiska wydaje się jedynie hipotetyczne – mówi prof. Andrzej Huczko.
 
By historia się nie powtórzyła
W przyszłości nanotechnologia największe zastosowanie będzie miała w elektronice. W każdym telefonie komórkowym są podzespoły elektroniczne pracujące w oparciu o struktury krzemowe, których wielkość mieści się w przedziale kilkunastu nanometrów. Elektronika oparta na krzemie się kończy, bo krzem nie za dobrze odprowadza ciepło, stąd urządzenia dość szybko się przegrzewają. Nanorurki i grafen w przyszłości mogą zastąpić krzem w elektronice. Nim się to stanie, przed naukowcami jeszcze wiele doświadczeń i badań, także nad ich bezpieczeństwem. Problem w tym, że nie ma standardów odnośnie do metod analitycznych. Różne badania dają różne wyniki. Są publikacje mówiące o całkowitym bezpieczeństwie, jak i takie bijące na alarm. Wszystko m.in. przez różne procedury badawcze. Naukowcy muszą się jednak dogadać, by tak jak w przypadku azbestu po latach nie okazało się, że z wszystkiego trzeba się wycofać.

Komentarze

Zostaw wiadomość

 Security code

Komentarze - Facebook

Ta strona używa cookies. Korzystając ze strony, wyrażasz zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki