I punti quantici fatti di cadmio e selenio si degradano nel suolo, rilasciando ioni tossici di cadmio e selenio nell'ambiente circostante, ha scoperto uno studio dell'Università di Buffalo.

La ricerca, accettato per la pubblicazione sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali , dimostra l'importanza di saperne di più su come i punti quantici - e altri nanomateriali - interagiscono con l'ambiente dopo lo smaltimento, disse Diana Agà, il professore di chimica che ha condotto lo studio.

I punti quantici sono nanocristalli semiconduttori con diametri da circa 2 a 100 nanometri. Sebbene i punti quantici non siano ancora comunemente usati nei prodotti di consumo, gli scienziati stanno esplorando le applicazioni delle particelle in tecnologie che vanno dai pannelli solari all'imaging biomedico.

"I punti quantici non sono ancora ampiamente utilizzati, ma hanno un grande potenziale e possiamo anticipare che l'uso di questo nanomateriale aumenterà, " disse Agà, che ha presentato i risultati alla fine di giugno in un workshop sui nanomateriali nell'ambiente finanziato dalla National Science Foundation. "Possiamo anche anticipare che aumenterà anche la loro presenza nell'ambiente, e dobbiamo essere proattivi e sapere di più se questi materiali saranno un problema quando entreranno nell'ambiente".

"Possiamo concludere dalla nostra ricerca che esiste il potenziale per alcuni impatti negativi, poiché i punti quantici si biodegradano. Ma c'è anche la possibilità di modificare la chimica, la superficie dei nanomateriali, per prevenire il degrado in futuro, " lei disse.

La ricerca di Aga sull'aldilà dei punti quantici è finanziata da 400 dollari, 000 Sovvenzione dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente per indagare sul trasporto ambientale, biodegradazione e bioaccumulo di punti quantici e nanoparticelle di ossido.

I suoi collaboratori al nuovo studio in Scienze e tecnologie ambientali includono la dottoranda Divina Navarro, Assistente Professor Sarbajit Banerjee e Professore Associato David Watson, tutto il Dipartimento di Chimica dell'UB.

Lavorando in laboratorio, il team ha testato due tipi di punti quantici:punti quantici di seleniuro di cadmio, e punti quantici di seleniuro di cadmio con un protettivo, guscio in solfuro di zinco. Sebbene i punti quantici sgusciati siano noti nella letteratura scientifica per essere più stabili, Il team di Aga ha scoperto che entrambe le varietà di punti quantici perdevano elementi tossici entro 15 giorni dall'ingresso nel suolo.

In un esperimento correlato progettato per prevedere la probabilità che i punti quantici scartati finiscano nelle acque sotterranee, gli scienziati hanno posizionato un campione di ogni tipo di punto quantico nella parte superiore di una stretta colonna di terreno. I ricercatori hanno quindi aggiunto una soluzione di cloruro di calcio per imitare la pioggia.

Cosa hanno osservato:quasi tutto il cadmio e il selenio rilevati in ciascuna delle due colonne -- più del 90 percento di quello nella colonna contenente punti quantici sgusciati, e più del 70 percento di quello nella colonna contenente punti quantici sgusciati - è rimasto negli 1,5 centimetri superiori del terreno.

Ma il modo in cui i nanomateriali si muovevano dipendeva da cos'altro c'era nel terreno. Quando il team ha aggiunto acido etilendiamminotetraacetico (EDTA) per testare le colonne invece del cloruro di calcio, i punti quantici hanno viaggiato attraverso il suolo più rapidamente. EDTA è un agente chelante, simile all'acido citrico che si trova spesso nei saponi e nei detersivi per bucato.

I dati suggeriscono che in circostanze normali, è improbabile che i punti quantici che riposano nel terreno superficiale si insinuino nelle falde acquifere sotterranee, a meno che non vengano introdotti di proposito agenti chelanti come l'EDTA, o sono presenti acidi organici naturali (come gli essudati delle piante).

Aga ha detto che anche se i punti quantici rimangono nel terreno superiore, senza contaminare le falde acquifere sotterranee, la degradazione delle particelle rappresenta ancora un rischio per l'ambiente.

In uno studio separato presentato per la pubblicazione in una rivista diversa, lei e i suoi colleghi hanno testato la reazione delle piante di Arabidopsis ai punti quantici con gusci di solfuro di zinco. Il team ha scoperto che mentre le piante non hanno assorbito i nanocristalli nei loro sistemi di radici, le piante mostravano ancora una tipica reazione fitotossica al contatto con il corpo estraneo; in altre parole, le piante trattavano i punti quantici come un veleno.