(Phys.org) —Un team della Duke University ha scoperto che le nanoparticelle chiamate nanotubi di carbonio a parete singola si accumulano rapidamente nei sedimenti di fondo di una zona umida sperimentale, un'azione che dicono potrebbe danneggiare indirettamente la catena alimentare acquatica.

I risultati indicano un rischio minimo per l'uomo che ingerisce le particelle attraverso l'acqua potabile, dicono gli scienziati del Centro Duke per le implicazioni ambientali delle nanotecnologie (CEINT). Ma i ricercatori avvertono che, sulla base delle loro precedenti ricerche, la tendenza dei nanotubi ad accumularsi nei sedimenti potrebbe danneggiare indirettamente la catena alimentare acquatica a lungo termine se le nanoparticelle fornissero un "cavallo di Troia" alle spalle di altre molecole dannose.

I risultati appaiono online sulla rivista Scienze ambientali:nano .

I nanotubi di carbonio stanno rapidamente diventando più comuni a causa della loro utilità nei dispositivi nanoelettrici, materiali compositi e biomedicina.

Lo studio Duke è stato condotto utilizzando repliche su piccola scala di un ambiente umido, chiamati "mesocosmi, "che includono il suolo, sedimenti, microbi, insetti, piante e pesci. Questi ecosistemi-in-a-box sono "semi-chiusi, " nel senso che ottengono aria fresca e acqua piovana ma non drenano nell'ambiente circostante. Sebbene non siano rappresentazioni perfette di un ambiente naturale, i mesocosmi forniscono un ragionevole compromesso tra il laboratorio e il mondo reale.

"I mesocosmi delle zone umide che abbiamo usato sono un'approssimazione molto più stretta dei processi naturali che si agitano costantemente nell'ambiente, " ha detto Lee Ferguson, professore associato di ingegneria civile e ambientale alla Duke. "Anche se è impossibile sapere se i nostri risultati sono completamente accurati per gli ecosistemi naturali, è chiaro che i processi che abbiamo visto dovrebbero essere presi in considerazione dai regolatori e dai produttori".

Ferguson e i suoi colleghi hanno dosato i mesocosmi con nanotubi di carbonio a parete singola e misurato le loro concentrazioni nell'acqua, suolo e organismi viventi nel corso di un anno. Hanno scoperto che la stragrande maggioranza delle nanoparticelle si accumulava rapidamente nel sedimento sul pavimento dello "stagno". Però, non hanno trovato alcun segno di accumulo di nanoparticelle in nessuna pianta, insetti o pesci che vivono nei mesocosmi.

Sebbene questa sia una buona notizia per gli esseri umani o altri animali che bevono acqua dopo una potenziale fuoriuscita o altri eventi di contaminazione, l'accumulo nei sedimenti pone preoccupazioni sia per gli organismi che vivono nei sedimenti che per gli animali che li mangiano. Ricerche precedenti hanno dimostrato che i nanotubi di carbonio impiegano molto tempo a degradarsi attraverso processi naturali, se lo fanno, e anche qualsiasi sostanza chimica che si lega a loro non può essere facilmente degradata.

"Queste nanoparticelle sono davvero brave ad attaccarsi ad altre molecole, compresi molti noti contaminanti organici, " ha detto Ferguson. "Accoppiato con il loro rapido accumulo nei sedimenti, ciò può consentire ai prodotti chimici problematici di indugiare invece di degradarsi. Il pacchetto di nanoparticelle-inquinante potrebbe quindi essere mangiato da organismi che risiedono nei sedimenti in una sorta di effetto "cavallo di Troia", permettendo ai contaminanti adsorbiti di accumularsi lungo la catena alimentare.

"La grande domanda è se questi inquinanti possono essere eliminati dai nanotubi di carbonio dai sistemi digestivi di questi animali dopo essere stati ingeriti, " ha continuato Ferguson. "Questa è una domanda a cui stiamo lavorando per rispondere ora."