Forscher Erforschen Interaktion von Ausgeführtem Nanoparticles mit Umgebung und Leben Anlagen

Published on October 16, 2012 at 6:59 AM

Unser Verständnis der Schaffung und des Gebrauches der Nanomaterials ist wachsend, aber soviel über unser langfristiges Verhältnis zu ihren kleinen Teilpartikeln bleibt verstandenes wenig.

Robert Hamers

„Wir wissen, dass nanoparticles giftig sein können. Wir wissen, dass sie in Lebewesen kommen können,“ sagen Robert Hamers, eine Universität von Wisconsin-Madison-Chemieprofessor und von Direktor der neuen Mitte für Dauerhafte Nanotechnologie. „Aber in etwas Richtung, die wir die Fragen der Umweltverträglichkeit zur Methode unten schrumpfen müssen, nanoparticles auf die einzelnen Atome und die Moleküle der Organismen einwirken, sie antreffen.“

In Partnerschaft mit Forschern von vier Universitäten Des Mittelwestens und von einem nationalen Laboratorium, Hamers-Hoffnungen, die Außenwände von Lebewesen - ihre Zellmembranen einzustufen - und nanoparticles von verschiedenen Zusammensetzungen, von Größen und von Formen überwachen, auf der Klappe zu klopfen.

Der Standpunkt ist eine Schicht von der typischen Nanotechnologietoxikologieforschung.

„Viele Studien sind mit den ganzen Organismen geleitet worden, die ziemlich schwere Effekte prüfen - wie Tod - die nur bei hohen Konzentrationen erscheinen,“ Joel Pedersen, ein Umweltchemieprofessor UW-Madisons in der Schmutz-Wissenschafts-Abteilung sagt. „Einige der subtileren Effekte fangen nur an geprüft zu werden.“

Pedersen, dessen Forschung das Herstellen von Schichten Molekülen umfaßt, die als Zellmembran arbeiten, - mit Chemikern Franz Geiger der Northwestern-Universität und Christy Haynes der Universität von Minnesota - stellt Versuchsgelände für die nanoparticles zur Verfügung, die durch Labors erstellt werden, ausgeführt werden durch Hamers und Catherine Murphy der Universität von Illinois.

„Wir arbeiten auch mit zwei Frischwasserorganismen, dem Wasserfloh Daphnia und einer Bakterie, die Shewanella-oneidensis, ihre genomische Antwort zu den nanoparticles zu überwachen genannt werden. Ihre genetischen Ablesen, nachdem Berührung uns mehr Anhaltspunkte gibt zu, welchen Molekülen die nanoparticles auf einmal sie einwirken, sind innerhalb der Organismen,“ sagt Pedersen, der Studien des Nanoparticleausziehenden wetterschachts in den Zebrafischen geleitet hat. Universität von Wisconsin-Milwaukee-Ökologen Rebecca Klaper entwickelt Erbfaktoren, um Änderungen in den Wasserorganismen aufzuspüren, die Wasserverschmutzern wie nanoparticles ausgesetzt werden.

An einer Staatsangehörig-Wissenschaft Basis-Förderte Werkstatt, die er letztes Jahr organisierte, Hamers und andere Führer auf dem Gebiet breiteten einige der Hindernisse auf die Art eines tieferen Verständnisses des Umweltabdruckes der Nanotechnologie aus.

„Eine der Sachen, die wiederholt aufkamen, war der Bedarf an den analytischeren Hilfsmitteln, die uns mitteilen können, was unsere nanoparticles innerhalb eines Organismus oder in jeder möglicher Umgebung wirklich tun“ Hamers, sagt.

Zuerst unter jenen Hilfsmitteln sein mag eine Methode, auf dem nanoscale zu sehen - Partikel kleiner als 10 nm (jede Billionste eines Meters) lang-, wenn diese Länge gerade ein Bruch der Wellenlänge der Leuchte ist.

„Es gibt Tricks, die Sie spielen können, um Instrumente an ungefähr 10 nm Ortsauflösung unten zu gelangen,“ sagt Hamers. „Galya Orr vom Pazifischen NordwestNationalen Laboratorium ist ein wirklicher Experte in dieser hochmodernen Unterbeugung Mikroskopie. Wir werden einige von denen erforschen, um zu sehen, wie wir wirklich produzieren können Bilder von, was ein 10 nm oder 5 nm Nanoparticle tut innerhalb einer Shewanella-Zelle oder eines Daphnia.“

Die Gruppe beginnt mit verhältnismäßig stabilen Diamant und Goldnanoparticles, mit Hoffnungen, sich in das Überwachen von glatteren reagierenden nanoparticles zu bewegen, ihr dreijähriges wenn, $1,75 Million Mitte der Phasen-I für Chemischen Innovationsbewilligungsübergang zu einer Mitte der Phase II mit größerer Finanzierung.

„Eine der wichtigen Beschränkungen, wenn es versteht, was nanoparticles in der Umgebung und in den Organismen geschieht, ist, dass die nanoparticles nicht statisch sind. Sie sind dynamisch,“ Hamers sagt. „Es erhält sehr schwierig, aufzuspüren, was los ist, wenn die Partikel ändern, während Sie gehen. Wir verwenden die sehr kleinen, ultra-stabilen nanoparticles des Diamanten und Gold und unterscheiden uns die Außenflächen mit molekularen Gruppen, die die Interaktionen steuern und uns aktivieren, zu folgen, was geschieht, wenn sie einwirken auf Organismen in einer esteuerten Umgebung.“

Die Mitte für Dauerhafte Nanotechnologie stellt eine kooperative Umgebung dar, dass NSF durch die wettbewerbsfähigen, abgestuften Prozesse wie die Mitte für Chemische Innovationsbewilligungen aufmunternd ist.

„Verstehend, wie ausgeführte nanoparticles auf die Umgebung einwirken und mit lebenden Anlagen eine komplexe, schwierige und wichtige chemische Frage ist,“ sagt Katharine-Versteck, CCI-Programmdirektor in Abteilung NSF von Chemie. „Hamers hat ein Team von den begabten Wissenschaftlern zusammengebaut, die gewillt sind, diese großartige Herausforderung zu bewältigen.“

Und Hamers hat sie zusammen geholt, um zu tun mehr führen als gerade Materialien und Technologie hin und her.

„Ich kann nanoparticles gerade machen und sie über einem Zaun nicht zu jemand werfen. Das gerade arbeitet nicht. Es ist wichtig für dieses, eine wirkliche Zusammenarbeit zu sein,“ er sagt. „Eins der eindeutigen Merkmale der Mitte ist, dass es neue Modi des Trainings für Studenten im Aufbaustudium zur Verfügung stellt, und fängt an, eine sehr starke Gruppe Wissenschaftler auf einen Punkt von wirklicher Bedeutung zu uns zusammen zu zeichnen. Wir werden ideal nahe den Great Lakes entsprochen, die Auswirkungen für Frischwasserorganismen zu studieren.“

Quelle: http://www.news.wisc.edu

Last Update: 16. October 2012 07:41

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