Negli ultimi due decenni, la nanotecnologia ha migliorato molti dei prodotti che usiamo ogni giorno, dalla microelettronica ai filtri solari. Le nanoparticelle (particelle delle dimensioni di poche centinaia di atomi) finiscono nell'ambiente a tonnellate, ma gli scienziati non sono ancora chiari sugli effetti a lungo termine di queste nanoparticelle super piccole.

In uno studio unico nel suo genere, i ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle possono avere un impatto sull'ambiente maggiore di quanto si pensasse in precedenza. La ricerca è pubblicata su Scienze chimiche , una rivista peer-reviewed della Royal Society of Chemistry.

Ricercatori del National Science Foundation Center for Sustainable Nanotechnology, guidato da scienziati dell'Università del Minnesota, scoperto che un comune, batteri non patogeni presenti nell'ambiente, chiamato Shewanella oneidensis MR-1, sviluppato una rapida resistenza quando esposto ripetutamente alle nanoparticelle utilizzate nella produzione di batterie agli ioni di litio, le batterie ricaricabili utilizzate nell'elettronica portatile e nei veicoli elettrici. La resistenza è quando i batteri possono sopravvivere a quantità sempre maggiori dei materiali, il che significa che la biochimica e la biologia fondamentali dei batteri stanno cambiando.

"Molte volte nel corso della storia, materiali e prodotti chimici come l'amianto o il DDT non sono stati testati a fondo e hanno causato grossi problemi nel nostro ambiente, " ha detto Erin Carlson, un professore associato di chimica dell'Università del Minnesota presso il College of Science and Engineering dell'Università e l'autore principale dello studio. "Non sappiamo che questi risultati siano così disastrosi, ma questo studio è un segnale di avvertimento che dobbiamo stare attenti con tutti questi nuovi materiali, e che potrebbero cambiare drasticamente ciò che sta accadendo nel nostro ambiente".

Carlson ha affermato che i risultati di questo studio sono insoliti perché in genere quando si parla di resistenza batterica è perché abbiamo trattato i batteri con antibiotici. I batteri diventano resistenti perché stiamo cercando di ucciderli, lei disse. In questo caso, le nanoparticelle utilizzate nelle batterie agli ioni di litio non sono mai state create per uccidere i batteri.

Questo è il primo rapporto di nanoparticelle non antibatteriche che causano resistenza nei batteri.

Nel passato, molti studi nel campo hanno esposto i batteri a una grande dose di nanoparticelle e hanno osservato se i batteri morivano. Questo studio era diverso perché ha esaminato ciò che accade in un periodo di tempo più lungo per testare come i batteri potrebbero adattarsi su più generazioni quando esposti continuamente alle nanoparticelle. I batteri erano chiaramente in grado di assumere dosi sempre più elevate di questi materiali nel tempo senza morire.

"Anche se una nanoparticella potrebbe non essere tossica per un microbo, può essere ancora pericoloso, "ha detto Stephanie Mitchell, uno studente laureato in chimica dell'Università del Minnesota e uno studente laureato principale in questo studio.

Carlson avverte che i risultati di questo studio vanno ben oltre i semplici batteri.

"Questa ricerca è molto importante per gli esseri umani perché i batteri sono prevalenti nei nostri laghi e nel suolo dove c'è un delicato equilibrio di organismi. Altri organismi si nutrono di questi microbi e potrebbe esserci un effetto importante sulla catena alimentare o questi batteri resistenti potrebbero avere altri effetti che non possiamo nemmeno prevedere in questo momento."

Carlson ha affermato che i ricercatori continueranno gli studi di follow-up per determinare gli effetti di altri nanomateriali prodotti dall'uomo su altri organismi nell'ambiente e gli effetti a lungo termine.

"La ricerca che faccia avanzare la tecnologia e sostenga il nostro ambiente è una priorità per la Divisione di Chimica, " ha detto Michelle Bushey, direttore del programma per il programma Chemical Centers for Innovation presso la National Science Foundation. "Questo lavoro rivela impatti inesplorati e a lungo termine che alcune nanoparticelle hanno sugli organismi viventi che ci circondano. Questa scoperta nell'interfaccia chimica-biologia è un primo passo verso lo sviluppo di nuovi materiali e pratiche sostenibili, oltre a fornire le basi per possibili approcci di riparazione".