Les Chercheurs Explorent l'Interaction de Nanoparticles Conçu avec l'Environnement et Vivent des Systèmes

Published on October 16, 2012 at 6:59 AM

Notre compréhension de la création et de l'utilisation des nanomaterials se développe, mais tellement au sujet de notre relation à long terme avec leurs particules constitutives minuscules reste peu comprise.

Robert Hamers

« Nous savons que les nanoparticles peuvent être toxiques. Nous savons qu'ils peuvent entrer dans des choses vivantes, » dit Robert Hamers, une Université de professeur de chimie de Wisconsin-Madison et de directeur du Centre neuf pour la Nanotechnologie Viable. « Mais dans un certain sens que nous devons rétrécir les questions de la sécurité environnementale vers le bas à la voie les nanoparticles agissent l'un sur l'autre avec les différents atomes et molécules des organismes ils rencontrent. »

En partenariat avec des chercheurs de quatre universités Du Mid-West et d'un laboratoire national, espoirs de Hamers d'évaluer les parois externes des choses vivantes - leurs membranes cellulaires - et observer des nanoparticles de compositions variées, des tailles et des formes frapper sur la trappe.

La position avantageuse est un décalage de la recherche en matière particulière de toxicologie de nanotechnologie.

« Beaucoup d'études ont été entreprises avec les organismes entiers examinant des effets plutôt sévères - comme la mort - qu'apparaissez seulement aux fortes concentrations, » dit Joel Pedersen, un professeur environnemental de chimie dans le Service de Science Du Sol D'UW-Madison. « Certains des effets plus subtile commencent seulement à être examinés. »

Pedersen, dont la recherche comprend produire des couches de molécules qui fonctionnent comme membrane cellulaire, - avec des pharmaciens Franz Geiger d'Université Northwestern et Christy Haynes de l'Université du Minnesota - fournira des terrains d'essai pour des nanoparticles produits par des laboratoires font fonctionner par Hamers et Catherine Murphy de l'Université de l'Illinois.

« Nous travaillerons également avec deux organismes d'eau douce, la Daphnie de puce d'eau et un oneidensis appelé de Shewanella de bactérie, pour observer leur réaction génomique aux nanoparticles. Leurs lectures génétiques après l'exposition nous donnera plus d'indices à quelles molécules les nanoparticles agissent l'un sur l'autre avec une fois eux sont à l'intérieur des organismes, » dit Pedersen, qui a entrepris des études de prise de nanoparticle dans des poissons de zèbre. L'Université de l'écologiste Rebecca Klaper de Wisconsin-Milwaukee développe les repères génétiques pour cheminer des changements des organismes aquatiques exposés aux contaminants de l'eau comme des nanoparticles.

À un atelier Fondation-Parrainé de la Science Nationale il a dispensé l'année dernière, Hamers et d'autres amorces dans le domaine ont présenté certains des obstacles de la voie d'une compréhension plus profonde de l'empreinte de pas environnementale de la nanotechnologie.

« Une des choses qui ont été soulevées à plusieurs reprises était le besoin de plus d'outils d'analyse qui peuvent nous indiquer ce que nos nanoparticles font à l'intérieur d'un organisme ou dans n'importe quel environnement, réellement, » Hamers dit.

D'abord parmi ces outils peut être une voie de voir sur le nanoscale - particules moins de 10 nanomètres (chaque un milliardième d'un compteur) longtemps - quand cette longueur est juste une fraction de la longueur d'onde de la lumière.

« Il y a des tours que vous pouvez jouer pour réduire des instruments à environ 10 nanomètres de résolution spatiale, » Hamers dit. « Galya Orr de Laboratoire National Du Nord-ouest Pacifique est un expert réel en matière de cette microscopie de pointe de sous-diffraction. Nous explorerons certaines de ceux pour voir comment nous pouvons réellement produire des images de ce que nanoparticle du nanomètre 10 un nanomètre ou 5 fait à l'intérieur d'une cellule de Shewanella ou d'une Daphnie. »

Le groupe commencera par les nanoparticles relativement stables de diamant et d'or, avec des espoirs d'entrer dans surveiller des nanoparticles réactifs plus glissants si leur de trois ans, $1,75 millions Centre de la Phase I pour le passage Chimique de concession d'Innovation à un centre de la Phase II avec le financement plus grand.

« Une des limitations principales en comprenant ce qui arrive aux nanoparticles dans l'environnement et les organismes est que les nanoparticles ne sont pas statiques. Ils sont dynamiques, » Hamers dit. « Il devient très difficile de cheminer que se passe-t-il si les particules changent pendant que vous allez. Nous utiliserons les nanoparticles très petits et ultra-stables du diamant et l'or, et varions les surfaces extérieures avec les groupes moléculaires qui régleront les interactions et nous permettront de suivre ce qui se produit quand elles agissent l'un sur l'autre avec des organismes dans un environnement contrôlé. »

Le Centre pour la Nanotechnologie Viable représente un environnement de collaboration que le NSF est d'une manière encourageante par des procédés compétitifs et à gradins comme le Centre pour des concessions Chimiques d'Innovation.

« Comprenant comment les nanoparticles conçus agissent l'un sur l'autre avec l'environnement et avec les systèmes vivants est une question chimique complexe, provocante et importante, » dit le Couvert de Katharine, directeur du programme de CCI dans la Division du NSF de la Chimie. « Hamers a rassemblé une équipe des scientifiques doués voulant aborder ce défi grand. »

Et Hamers les a réunis pour faire réussissent plus que juste des matériaux et la technologie dans les deux sens.

« Je ne peux pas simplement effectuer des nanoparticles et les projeter au-dessus d'une frontière de sécurité à quelqu'un. Cela juste ne fonctionne pas. Il est important que ceci soit une collaboration réelle, » il dit. « Une des fonctionnalités uniques du centre est qu'elle fournit des modes neufs de la formation pour des étudiants de troisième cycle, et commence à réunir un groupe de scientifiques très puissant sur une question d'importance réelle pour nous. Nous sommes idéalement adaptés près des Great Lakes à étudier les implications pour les organismes d'eau douce. »

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

Last Update: 16. October 2012 07:41

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