Los Investigadores Exploran la Acción Recíproca de Nanoparticles Dirigido con el Ambiente y Viven los Sistemas

Published on October 16, 2012 at 6:59 AM

Nuestra comprensión de la creación y del uso de nanomaterials está creciendo, pero tanto sobre nuestro lazo a largo plazo con sus partículas componentes minúsculas permanece poco entendida.

Roberto Hamers

“Sabemos que los nanoparticles pueden ser tóxicos. Sabemos que pueden conseguir en cosas vivas,” decimos a Roberto Hamers, una Universidad del profesor de la química de Wisconsin-Madison y del director del nuevo Centro para la Nanotecnología Sostenible. “Pero en un cierto sentido que necesitamos encoger las cuestiones del seguro ambiental hacia abajo a la manera los nanoparticles obran recíprocamente con los átomos y las moléculas individuales de los organismos encuentran.”

En colaboración con investigadores a partir de cuatro universidades Del Mid West y de un laboratorio nacional, esperanzas de Hamers de escalar las paredes exteriores de cosas vivas - sus membranas celulares - y mirar los nanoparticles de diversas composiciones, tallas y dimensiones de una variable golpear en la puerta.

La posición ventajosa es una rotación de la investigación típica de la toxicología de la nanotecnología.

“Muchos estudios han conducto con los organismos enteros que examinaban los efectos bastante severos - como muerte - que aparecen solamente en las altas concentraciones,” dice a Joel Pedersen, profesor ambiental de la química en el Departamento de la Ciencia del Suelo de UW-Madison. “Algunos de los efectos más sutiles están comenzando solamente a ser examinados.”

Pedersen, cuya investigación incluye crear capas de las moléculas que funcionan como una membrana celular, - con los químicos Francisco Geiger de la Universidad Northwestern y Christy Haynes de la Universidad de Minnesota - proporcionará a los terrenos de pruebas para los nanoparticles creados por los laboratorios se ejecuta por Hamers y Catherine Murphy de la Universidad de Illinois.

“También trabajaremos con dos organismos de agua dulce, la Daphnia de la pulga de agua y una bacteria llamadas oneidensis de Shewanella, mirar su reacción genomic a los nanoparticles. Sus lecturas genéticas después de que la exposición nos dé más pistas a qué moléculas están obrando recíprocamente los nanoparticles con una vez ellos están dentro de los organismos,” dice a Pedersen, que ha conducto estudios de la absorción del nanoparticle en pescados de la cebra. La Universidad del ecologista Rebecca Klaper de Wisconsin-Milwaukee está desarrollando etiquetas de plástico genéticas para seguir su trayectoria cambios en los organismos acuáticos expuestos a los contaminantes del agua como nanoparticles.

En una Ciencia del Nacional Asiento-Patrocinó el curso que él ordenó el año pasado, Hamers y otros arranques de cinta en el campo presentaron algunos de los obstáculos de la manera de una comprensión más profunda de la huella ambiental de la nanotecnología.

“Una de las cosas que subieron en varias ocasiones era la necesidad de herramientas más analíticas que pueden informarnos lo que están haciendo nuestros nanoparticles dentro de un organismo o en cualquier ambiente, realmente,” Hamers dice.

Primero entre esas herramientas puede estar una manera de considerar en el nanoscale - partículas menos de 10 nanómetros (cada un milmillonésima de un contador) de largo - cuando esa longitud es apenas una parte de la longitud de onda de la luz.

“Hay trucos que usted puede jugar para conseguir los instrumentos hacia abajo a cerca de 10 nanómetros de resolución espacial,” Hamers dice. “Galya Orr del Laboratorio Nacional Del Noroeste Pacífico es un experto real en esta microscopia avanzada de la sub-difracción. Exploraremos algunos de ésos para ver cómo podemos producir real imágenes de lo que está haciendo un nanoparticle de 10 nanómetros o de 5 nanómetros dentro de una célula de Shewanella o de una Daphnia.”

El grupo comenzará con los nanoparticles relativamente estables del diamante y del oro, con esperanzas de trasladarse a vigilar nanoparticles reactivos más resbaladizos si su de tres años, $1,75 millones Centro de la Fase I para la transición Química de la concesión de la Innovación a un centro de la Fase II con el mayor financiamiento.

“Una de las limitaciones dominantes en la comprensión de qué suceso a los nanoparticles en el ambiente y los organismos es que los nanoparticles no son estáticos. Son dinámicos,” Hamers dice. “Consigue muy difícil seguir su trayectoria qué está continuando si las partículas están cambiando mientras que usted va. Utilizaremos nanoparticles muy pequeños, ultraestables del diamante y el oro, y variamos las superficies exteriores con los grupos moleculares que controlarán las acciones recíprocas y nos permitirán seguir qué suceso cuando él está obrando recíprocamente con los organismos en un ambiente controlado.”

El Centro para la Nanotecnología Sostenible representa un ambiente colaborativo que el NSF es encouraging con procesos competitivos, con gradas como el Centro para las concesiones Químicas de la Innovación.

“Entendiendo cómo los nanoparticles dirigidos obran recíprocamente con el ambiente y con los sistemas vivos está una pregunta química compleja, desafiadora e importante,” dice el Abrigo de Katharine, director de programa del CCI en la División del NSF de Química. “Hamers ha ensamblado a personas de los científicos talentosos que querían abordar este reto magnífico.”

Y Hamers los ha traído junta para hacer más que apenas pasa los materiales y tecnología hacia adelante y hacia atrás.

“No puedo apenas hacer nanoparticles y lanzarlos sobre una cerca alguien. Eso apenas no trabaja. Es importante que esto sea una colaboración real,” él dice. “Una de las características únicas del centro es que proporciona a nuevos modos del entrenamiento para los estudiantes de tercer ciclo, y comienza a drenar a un grupo muy fuerte de científicos juntos en una aplicación la importancia real a nosotros. Nos adaptamos idealmente cerca de los Great Lakes estudiar las implicaciones para los organismos de agua dulce.”

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

Last Update: 16. October 2012 07:44

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