fr.chemi3t
04-08-2012, 01:08 PM
تحقیقات جدید نشان می دهند که افزایش نانوذرات در طبیعت می تواند منجر به تجمع آنها در زنجیره غذایی شود. مطالعاتی که توسط گروههای تحقیقاتی بر روی نانو ذرات طلا Au و نانو ذرات کادمیم سلناید CdSe صورت گرفته است. نشان می دهد که این نانو ذرات از قسمتهای زیرین زنجیره غذایی به قسمتهای بالای زنجیره منتقل می شوند. واین مشاهده به این دلیل است که موجودات بالای زنجیره از موجودات زیرین تغذیه می کنند. تعدادی از این دست آلودگی، توسط گیاهان و باکتریها در قسمتهای زیرین زنجیره غذایی رو به افزایش است. اما موضوع نگران کننده اینست که افزایش غلظت، بیشتردر قسمتهای بالاتر زنجیره دیده می شود. بدین معنا که این مواد در زنجیره غذایی و در موجودات زنده بالاتر زنجیره با غلظتهای بیشتری انباشته می شوند. می توان حشره کش DDT را به صورت یک مثال قدیمی عنوان کرد.
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کالیفرنیا و تیم تحقیقاتی دیگری از دانشگاه کنتاکی سعی دارند بفهمند که آیا نانوذرات نیز می توانند بدینصورت رفتار کنند. آنها به اتفاق در یافته اند که میزان نانوذرات به مقدار کمی در طبیعت رو به افزایش است. و این نتیجه بر اساس آشکار سازی مستقیم افزایش غلظت آلوده کننده ها به دست آمده است.
افزایش میزان نانوذرات در زنجیره غذایی.
«نقاط بسیار کوچک و سفید رنگ نشان دهنده نانو ذرات می باشند.» گروه تحقیقاتی دانشگاه کنتاکی، کرمهایی را که از گیاه تنباکو تغذیه کرده بودند مورد بررسی قرار دادند. محلولهای بدست آمده از این کرمها حاوی غلظتهای متفاوتی از نانو ذرات طلا بودند. بزرگی این غلظتها 6-12 مرتبه از غلظت موجود در بافت خود گیاه بیشتر می باشد.
گروه تحقیقاتی دانشگاه کالیفرنیا نیز نشان دادند که میزان این مواد آلوده کننده، در تک یاخته ها 5 مرتبه بیشتر از باکتری پزودوموناس می باشد.
یافته های این دو گروه بسیارشبیه به یکدیگر است. و نکته قابل توجه آنکه، این اطلاعات از دو نوع محیط زیست به دست آمده است. کار تحقیقاتی بر روی کرمها که یک زنجیره غذایی خاکی و ساده را نشان می دهد. و کار بر روی تک یاخته ها که به محیطهای آبی مربوط می شود. نتایج به دست آمده از تحقیقات بر روی طلا بسیار حیرت آور است، چون غلظت فلزات (به استثناء تعداد کمی از آنها) در محیط زیست افزایش نمی یابد. برتش می گوید: « نکته حیرت آور اینست که حذف نانو ذرات فلزی در فرایندهای صنعتی کافی نیست و بنابراین فلزات در محیط باقی مانده و در بافتها انباشته می شوند.»
آیا می توان این نتیجه را تعمیم داد؟
جیمز لید که آسیبهای محیطی نانوذرات را در دانشگاه بیرمنگام انگلستان بررسی می کند، می گوید: « یافته ها پتانسیل مهم مکانیسمهای انتقال را برای بشر نشان می دهد و از آنجا که افراد بشر در راس زنجیره غذایی قرار دارند. در صورتی که افزایش غلظت نانوذرات ادامه پیدا کند، می تواند خطرناک باشد. و او می افزاید: به سختی می توان این نتیجه را بین تمام نانوذرات تعمیم داد. زیرا آنها دارای متغییرهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی می باشند». برتش ضمن اعلام موافقت می گوید:« تعمیم دادن این نتیجه بسیار سخت و دشوار است. آنچه ما سعی بر انجام آن داریم، کار بر روی مواد گوناگون است که در ضمن آن نگاهی به تفاوتهای آنها داشته باشیم. او اشاره می کند که: طلا نقطه آغاز خوبی است چون آن پایدار و بی اثر(واکنش نا پذیر) است. در حالیکه مطالعه بر روی نانوذرات نقره با چالشهای بیشتری مواجه می شود. زیرا دارای گونه های متفاوت شیمیایی است.»
بر اساس اظهارات ریچارد هولبروک که یک مهندس شیمی در انستیتوی ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا می باشد. بیشتر نوشته های موجود در مورد افزایش غلظت مواد در طبیعت، فاقد اطلاعات تعیین کننده ای در مورد خصوصیات نانوذرات می باشد و می بایست این یافته ها برای مواد دیگری آشکار شوند. او می گوید گروههای تحقیقاتی کالیفرنیا و کنتاکی در این مورد کار مفیدی انجام داده اند.
چون مطالعات بر روی گونه های خاصی صورت گرفته است. نمی توان نتیجه را برای دیگر گیاهان و باکتریها تعمیم داد. هلدن می گوید: « می توان گستره متفاوتی از جذب نانو ذرات را در بین موجودات انتظار داشت.» ولی او گمان نمی کند که همیشه یک رویکرد مورد به مورد در بین موجودات لازم باشد. او می گوید: «ما هنوز در مرحله اول جمع آوری اطلاعات هستیم و امیدوارم بتوانیم به سرعت به یک مدل کلی دست یابیم.»
طراحی نانوذرات ایمن تر:
هولبروک می پرسد. اگر شما گزارشاتی ازاین قبیل را برای افزایش غلظت نانوذرات منتشر کنید چه اتفاقی می افتد؟ آنها می گویند امیدواریم که کارخانجات بتوانند روشی طراحی کنند و خصوصیات خطرناک نانوذرات را اصلاح نمایند. برای مثال در این مورد با پوشاندن نانوذره این کار صورت می گیرد.در آخرین کاری که توسط تیم تحقیقاتی هلدن صورت گرفت. عنوان شده است که برهمکنش نانوذره منجر به آسیب رساندن به غشاء ( این عمل توسط تشکیل رادیکال آزاد صورت می گیرد) سلول می شود. و باعث وارد شدن این نانوذره به درون سلول می شود. بنابراین هلدن می گوید: « پوشاندن نانوذرات تشکیل رادیکال آزاد را کاهش می دهد و نانوذرات را ایمن تر می سازد.»
هولبروک اشاره می کند که می بایست تعادل خوبی بین ایمنی و عملکرد ماده برقرار باشد. او می گوید: « شما می توانید یک نانوذره نوعی بی خطر برای محیط زیست طراحی کنید. که آن از نظر تجاری هیچ ارزشی نداشته باشد. طراحی چنین موردی که در آن هیچ جنبه نوآوری وجود ندارد، مفید نیست. ویا شما می توانید نانوذراتی نوعی تولید کنید که منجر به تولید محصولات بسیار بی نظیری می شوند ولی بسیار سمی و خطرناک هستند که این برای محیط زیست امری غیر عقلانی است. سئوال من اینست که آیا شما می توانید نانوذره ای تولید کنید که از هر دو نظر ( از نظر ایمنی و تجاری) بهترین باشد؟»
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کالیفرنیا و تیم تحقیقاتی دیگری از دانشگاه کنتاکی سعی دارند بفهمند که آیا نانوذرات نیز می توانند بدینصورت رفتار کنند. آنها به اتفاق در یافته اند که میزان نانوذرات به مقدار کمی در طبیعت رو به افزایش است. و این نتیجه بر اساس آشکار سازی مستقیم افزایش غلظت آلوده کننده ها به دست آمده است.
افزایش میزان نانوذرات در زنجیره غذایی.
«نقاط بسیار کوچک و سفید رنگ نشان دهنده نانو ذرات می باشند.» گروه تحقیقاتی دانشگاه کنتاکی، کرمهایی را که از گیاه تنباکو تغذیه کرده بودند مورد بررسی قرار دادند. محلولهای بدست آمده از این کرمها حاوی غلظتهای متفاوتی از نانو ذرات طلا بودند. بزرگی این غلظتها 6-12 مرتبه از غلظت موجود در بافت خود گیاه بیشتر می باشد.
گروه تحقیقاتی دانشگاه کالیفرنیا نیز نشان دادند که میزان این مواد آلوده کننده، در تک یاخته ها 5 مرتبه بیشتر از باکتری پزودوموناس می باشد.
یافته های این دو گروه بسیارشبیه به یکدیگر است. و نکته قابل توجه آنکه، این اطلاعات از دو نوع محیط زیست به دست آمده است. کار تحقیقاتی بر روی کرمها که یک زنجیره غذایی خاکی و ساده را نشان می دهد. و کار بر روی تک یاخته ها که به محیطهای آبی مربوط می شود. نتایج به دست آمده از تحقیقات بر روی طلا بسیار حیرت آور است، چون غلظت فلزات (به استثناء تعداد کمی از آنها) در محیط زیست افزایش نمی یابد. برتش می گوید: « نکته حیرت آور اینست که حذف نانو ذرات فلزی در فرایندهای صنعتی کافی نیست و بنابراین فلزات در محیط باقی مانده و در بافتها انباشته می شوند.»
آیا می توان این نتیجه را تعمیم داد؟
جیمز لید که آسیبهای محیطی نانوذرات را در دانشگاه بیرمنگام انگلستان بررسی می کند، می گوید: « یافته ها پتانسیل مهم مکانیسمهای انتقال را برای بشر نشان می دهد و از آنجا که افراد بشر در راس زنجیره غذایی قرار دارند. در صورتی که افزایش غلظت نانوذرات ادامه پیدا کند، می تواند خطرناک باشد. و او می افزاید: به سختی می توان این نتیجه را بین تمام نانوذرات تعمیم داد. زیرا آنها دارای متغییرهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی می باشند». برتش ضمن اعلام موافقت می گوید:« تعمیم دادن این نتیجه بسیار سخت و دشوار است. آنچه ما سعی بر انجام آن داریم، کار بر روی مواد گوناگون است که در ضمن آن نگاهی به تفاوتهای آنها داشته باشیم. او اشاره می کند که: طلا نقطه آغاز خوبی است چون آن پایدار و بی اثر(واکنش نا پذیر) است. در حالیکه مطالعه بر روی نانوذرات نقره با چالشهای بیشتری مواجه می شود. زیرا دارای گونه های متفاوت شیمیایی است.»
بر اساس اظهارات ریچارد هولبروک که یک مهندس شیمی در انستیتوی ملی استاندارد و تکنولوژی آمریکا می باشد. بیشتر نوشته های موجود در مورد افزایش غلظت مواد در طبیعت، فاقد اطلاعات تعیین کننده ای در مورد خصوصیات نانوذرات می باشد و می بایست این یافته ها برای مواد دیگری آشکار شوند. او می گوید گروههای تحقیقاتی کالیفرنیا و کنتاکی در این مورد کار مفیدی انجام داده اند.
چون مطالعات بر روی گونه های خاصی صورت گرفته است. نمی توان نتیجه را برای دیگر گیاهان و باکتریها تعمیم داد. هلدن می گوید: « می توان گستره متفاوتی از جذب نانو ذرات را در بین موجودات انتظار داشت.» ولی او گمان نمی کند که همیشه یک رویکرد مورد به مورد در بین موجودات لازم باشد. او می گوید: «ما هنوز در مرحله اول جمع آوری اطلاعات هستیم و امیدوارم بتوانیم به سرعت به یک مدل کلی دست یابیم.»
طراحی نانوذرات ایمن تر:
هولبروک می پرسد. اگر شما گزارشاتی ازاین قبیل را برای افزایش غلظت نانوذرات منتشر کنید چه اتفاقی می افتد؟ آنها می گویند امیدواریم که کارخانجات بتوانند روشی طراحی کنند و خصوصیات خطرناک نانوذرات را اصلاح نمایند. برای مثال در این مورد با پوشاندن نانوذره این کار صورت می گیرد.در آخرین کاری که توسط تیم تحقیقاتی هلدن صورت گرفت. عنوان شده است که برهمکنش نانوذره منجر به آسیب رساندن به غشاء ( این عمل توسط تشکیل رادیکال آزاد صورت می گیرد) سلول می شود. و باعث وارد شدن این نانوذره به درون سلول می شود. بنابراین هلدن می گوید: « پوشاندن نانوذرات تشکیل رادیکال آزاد را کاهش می دهد و نانوذرات را ایمن تر می سازد.»
هولبروک اشاره می کند که می بایست تعادل خوبی بین ایمنی و عملکرد ماده برقرار باشد. او می گوید: « شما می توانید یک نانوذره نوعی بی خطر برای محیط زیست طراحی کنید. که آن از نظر تجاری هیچ ارزشی نداشته باشد. طراحی چنین موردی که در آن هیچ جنبه نوآوری وجود ندارد، مفید نیست. ویا شما می توانید نانوذراتی نوعی تولید کنید که منجر به تولید محصولات بسیار بی نظیری می شوند ولی بسیار سمی و خطرناک هستند که این برای محیط زیست امری غیر عقلانی است. سئوال من اینست که آیا شما می توانید نانوذره ای تولید کنید که از هر دو نظر ( از نظر ایمنی و تجاری) بهترین باشد؟»