I nanotubi di carbonio a parete singola purificati dispersi in acqua hanno promosso una maggiore crescita delle piante (al centro) rispetto al controllo privo di nanomateriali (a sinistra) dopo otto giorni di un esperimento alla Rice University. Nutrire le piante di tetraidrofurano con i nanotubi (a destra) ha prodotto l'effetto opposto, arresto della crescita delle piante. Credito:Pavan Raja/Rice University
L'introduzione di nanotubi di carbonio purificati sembra avere un effetto benefico sulla crescita precoce dell'erba di grano, secondo gli scienziati della Rice University. Ma in presenza di contaminanti, quegli stessi nanotubi potrebbero fare gravi danni.
Il laboratorio Rice del chimico Andrew Barron ha coltivato erba di grano in un giardino idroponico per testare la potenziale tossicità delle nanoparticelle sulla pianta. Con loro sorpresa, hanno scoperto che un tipo di particella dispersa nell'acqua ha aiutato la pianta a crescere più grande e più velocemente.
Sospettano che i risultati derivino dalla natura idrofobica naturale (evitando l'acqua) dei nanotubi che in un esperimento apparentemente ha facilitato l'assorbimento di acqua da parte delle piante.
La ricerca appare sulla rivista Royal Society of Chemistry Scienze ambientali:nano .
Il laboratorio ha montato lo studio su piccola scala con la consapevolezza che la produzione industriale di nanotubi porterà inevitabilmente alla loro più ampia dispersione nell'ambiente. Lo studio ha citato la rapida crescita del mercato delle nanoparticelle nei farmaci, cosmetico, tessuti, filtri per l'acqua e armi militari, con migliaia di tonnellate prodotte annualmente.
Nonostante il loro uso diffuso, Barron ha affermato che pochi ricercatori hanno esaminato l'impatto delle nanoparticelle ambientali, naturali o artificiali, sulla crescita delle piante.
I ricercatori hanno piantato semi di erba di grano in più repliche in cotone idrofilo e li hanno nutriti con dispersioni che contenevano nanotubi grezzi a parete singola o multipla, nanotubi purificati a parete singola o nanoparticelle di ossido di ferro che imitavano il catalizzatore residuo spesso attaccato ai nanotubi. Le soluzioni erano acqua o tetraidrofurano (THF), un solvente industriale. Alcuni dei semi sono stati alimentati con acqua pura o THF come controllo.
I ricercatori della Rice University hanno testato gli effetti dei nanotubi di carbonio sulla crescita dell'erba di grano. Mentre alcuni non hanno mostrato alcun effetto, nanotubi purificati a parete singola in acqua (5) hanno migliorato la crescita delle piante, mentre gli stessi nanotubi in un solvente (6) ne hanno ritardato lo sviluppo. Le foto a sinistra mostrano le piante dopo quattro giorni e a destra dopo otto giorni, con piante dispari che crescono in acqua e pari in un solvente. I numeri 1 e 2 sono controlli senza nanotubi; 3-4 contengono tubi grezzi a parete singola; 5-6 tubi purificati a parete singola; 7-8 tubi grezzi a parete multipla; 9-10 nanoparticelle di ossido di ferro a bassa concentrazione e 11-12 nanoparticelle di ossido di ferro ad alta concentrazione. Credito:Barron Research Group/Rice University
Dopo otto giorni, le piantagioni hanno mostrato che i nanotubi a parete singola purificati nell'acqua miglioravano il tasso di germinazione e sparavano la crescita dell'erba di grano, che è cresciuto in media del 13% in più rispetto alle piante in acqua normale. I nanotubi e le particelle grezzi a parete singola e multipla in entrambe le soluzioni hanno avuto scarso effetto sulla crescita delle piante, hanno trovato.
Però, i nanotubi purificati a parete singola in THF hanno ritardato lo sviluppo delle piante del 45 percento rispetto ai nanotubi a parete singola in acqua, suggerendo che i nanotubi fungano da vettore per la sostanza tossica.
La preoccupazione, Barron ha detto, è che se i nanotubi a parete singola si combinano con inquinanti organici come i pesticidi, prodotti chimici industriali o solventi nell'ambiente, possono concentrare e immobilizzare le tossine e aumentarne l'assorbimento da parte delle piante.
Nulla visto nello studio limitato ha indicato se i nanotubi di carbonio nell'ambiente, e potenzialmente nelle piante, risalirà la catena alimentare e sarà dannoso per l'uomo, Egli ha detto.
D'altra parte, i ricercatori hanno affermato che potrebbe valere la pena esaminare se i substrati idrofobici che imitano gli effetti positivi osservati nei nanotubi a parete singola potrebbero essere utilizzati per incanalare l'acqua ai semi ad alta efficienza.
"Il nostro lavoro conferma l'importanza di pensare i nanomateriali come parte di un sistema piuttosto isolato, "Ha detto Barron. "È la combinazione con altri composti che è importante capire".
