Scienziati di LPI RAS, Skoltech, e il MIPT hanno scoperto proprietà insolite delle nanoparticelle di silicio. Hanno dimostrato che in condizioni normali le nanoparticelle di silice sono arricchite di ossigeno. Tali nanoparticelle sono magnetiche e contengono specie reattive dell'ossigeno (in particolare, ioni perosso- e ozonide e oxo-radicali), il che potrebbe spiegare la nota elevata tossicità e cancerogenicità della polvere di silice.

Le nanoparticelle di silicio sono promettenti per molte applicazioni tra cui la nanoelettronica, optoelettronica, celle solari, sensori di imaging biomedico e altri, e sono oggetto di intense ricerche da oltre due decenni. Le nanoparticelle di silicio si ossidano in presenza di ossigeno, ma i dettagli di questo processo non sono ancora chiari. È noto che la polvere di biossido di silicio ha un effetto negativo sulla salute umana e provoca silicosi e cancro ai polmoni, ma l'origine di questo effetto è sconosciuta. Gli scienziati dei gruppi Oganov e Uspenskii hanno utilizzato l'algoritmo USPEX (Universal Structure Predictor:Evolutionary Xtallography) per dimostrare che in condizioni atmosferiche normali, nanoparticelle di silice non esistono con la composizione classica prevista SiO ₂ postulato dalla chimica classica, ma in una forma arricchita di ossigeno (ad es. si ₇ oh ₁₉ ). Gli atomi di ossigeno extra hanno proprietà magnetiche e formano specie reattive dell'ossigeno (ROS). ROS, come ioni perossido, sono altamente reattivi con le biomolecole e sono stati a lungo sospettati come una delle principali cause di cancro.

"Siamo rimasti molto sorpresi che in condizioni normali in un'atmosfera di ossigeno, abbiamo trovato stabilità di nuove nanoparticelle di silice reattive e magnetiche invece del classico SiO ₂ nanoparticelle, "dice Sergey Lepeshkin, l'autore principale dello studio, che fornisce una probabile spiegazione della nota elevata cancerogenicità della polvere di silice.