I Ricercatori Esplorano l'Interazione delle Nanoparticelle Costruite con l'Ambiente e Vivono Sistemi

Published on October 16, 2012 at 6:59 AM

La Nostra comprensione della creazione e dell'uso dei nanomaterials sta sviluppandosi, ma così tanto circa la nostra relazione a lungo termine con le loro particelle componenti minuscole rimane poco capita.

Robert Hamers

“Sappiamo che le nanoparticelle possono essere tossiche. Sappiamo che possono entrare nelle cose viventi,„ diciamo Robert Hamers, un'Università di professor di chimica diWisconsin-Madison e di Direttore di nuovo Centro per Nanotecnologia Sostenibile. “Ma in un certo senso che dobbiamo restringere le domande della sicurezza ambientale giù al modo le nanoparticelle interagiscono con i diversi atomi e molecole degli organismi incontrano.„

In società con i ricercatori da quattro università Degli Stati Medio-occidentali e da un laboratorio nazionale, le speranze di Hamers di riportare in scala le pareti esterne delle cose viventi - le loro membrane cellulari - e guardare le nanoparticelle di varie composizioni, dimensioni e forme battono sulla porta.

La posizione di vantaggio è uno spostamento da ricerca tipica in tossicologia di nanotecnologia.

“Molti studi sono stati intrapresi con gli interi organismi che esaminano gli effetti piuttosto severi - come la morte - che compaiono soltanto alle alte concentrazioni,„ dice Joel Pedersen, il professor ambientale di chimica nell'Instituto della Geologia DiUW-Madison. “Alcuni degli effetti più sottili stanno cominciando soltanto ad essere esaminati.„

Pedersen, di cui la ricerca comprende la creazione dei livelli di molecole che funzionano come membrana cellulare, - con i chimici Franz Geiger della Northwestern University e Christy Haynes dell'Università di Minnesota - fornirà le basi di prova per le nanoparticelle create dai laboratori funziona dal Murphy di Catherine e di Hamers dell'Università dell'Illinois.

“Egualmente lavoreremo con due organismi d'acqua dolce, la Dafnia della pulce di acqua e un batterio chiamati oneidensis di Shewanella, guardare la loro risposta genomica alle nanoparticelle. Le Loro letture genetiche dopo che l'esposizione ci darà più bugne a quali molecole le nanoparticelle stanno interagendo una volta con loro sono dentro gli organismi,„ dice Pedersen, che ha intrapreso gli studi dell'assorbimento di nanoparticella in pesce zebra. L'Università di ecologo Rebecca Klaper diWisconsin-Milwaukee sta sviluppando i marcatori genetici per tenere la carreggiata i cambiamenti negli organismi acquatici esposti agli agenti inquinanti dell'acqua come le nanoparticelle.

Ad una Scienza del Cittadino Fondamenta-Ha Patrocinato il seminario che ha organizzato l'anno scorso, Hamers ed altre guide nel campo hanno presentato alcuni degli ostacoli nel modo di una comprensione più profonda dell'orma ambientale della nanotecnologia.

“Una delle cose che sono venuto ripetutamente su era l'esigenza degli strumenti più analitici che possono dirci che cosa le nostre nanoparticelle stanno facendo dentro un organismo o in tutto l'ambiente, realmente,„ Hamers dice.

In Primo Luogo fra quegli strumenti può essere un modo vedere sul nanoscale - particelle di meno di 10 nanometri (ogni un bilionesimo di un metro) a lungo quando quella lunghezza è appena una frazione della lunghezza d'onda di indicatore luminoso.

“Ci sono trucchi che potete giocare per ridurre gli strumenti a circa 10 nanometri di risoluzione spaziale,„ Hamers dice. “Galya Orr dal Laboratorio Nazionale Di Nord-ovest Pacifico è un esperto reale in questa microscopia avanzata della sotto-diffrazione. Esploreremo alcuni di quelli per vedere come possiamo realmente produrre le immagini di cui nanoparticella di nanometro 10 un nanometro o 5 sta facendo dentro una cella di Shewanella o una Dafnia.„

Il gruppo comincerà con le nanoparticelle relativamente stabili dell'oro e del diamante, con le speranze di entrare nel video delle nanoparticelle reattive più sdrucciolevoli se il loro triennale, $1,75 milioni Centro di Fase I per la transizione Chimica di concessione dell'Innovazione ad un centro di Fase II con il maggior finanziamento.

“Una delle limitazioni chiave nella comprensione della che cosa accade alle nanoparticelle nell'ambiente e negli organismi è che le nanoparticelle non sono statiche. Sono dinamiche,„ Hamers dice. “Ottiene molto difficile da tenere la carreggiata che cosa sta accendendo se le particelle stanno cambiando mentre state andando. Useremo le nanoparticelle molto piccole e ultra-stabili del diamante e l'oro e variamo le superfici esteriori con i gruppi molecolari che gestiranno le interazioni e ci permetteranno di seguire che cosa accade quando stanno interagendo con gli organismi in un ambiente controllato.„

Il Centro per Nanotecnologia Sostenibile rappresenta un ambiente di collaborazione che il NSF è incoraggiante con i trattamenti non Xerox e a file come il Centro per le concessioni Chimiche dell'Innovazione.

“Capendo come le nanoparticelle costruite interagiscono con l'ambiente e con i sistemi viventi è una domanda chimica complessa, provocatoria ed importante,„ dice il Riparo di Katharine, direttore del programma del CCI nella Divisione del NSF di Chimica. “Hamers ha montato un gruppo degli scienziati di talento che vogliono affrontare questa grande sfida.„

E Hamers li ha riuniti per fare più appena passa i materiali e la tecnologia avanti e indietro.

“Non posso fare le nanoparticelle e gettarli appena sopra una rete fissa a qualcuno. Quello non funziona appena. Per questo è importante essere una collaborazione reale,„ dice. “Una delle funzionalità uniche del centro è che fornisce i nuovi modi di addestramento per i dottorandi e comincia a riunire un gruppo di scienziati molto potente su un'emissione dell'importanza reale a noi. Siamo adatti idealmente vicino al Grandi Laghi a studiare le implicazioni per gli organismi d'acqua dolce.„

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

Last Update: 16. October 2012 07:42

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