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Os Pesquisadores Exploram a Interacção de Nanoparticles Projetado com Ambiente e Vivem Sistemas

Published on October 16, 2012 at 6:59 AM

Nossa compreensão da criação e do uso dos nanomaterials está crescendo, mas tanto sobre nosso relacionamento a longo prazo com suas partículas componentes minúsculas permanece pouco compreendida.

Robert Hamers

“Nós sabemos que os nanoparticles podem ser tóxicos. Nós sabemos que podem obter em coisas vivas,” dizemos Robert Hamers, uma Universidade do professor da química de Wisconsin-Madison e do director do Centro novo para a Nanotecnologia Sustentável. “Mas em algum sentido que nós precisamos de encolher para baixo as perguntas da segurança ambiental à maneira os nanoparticles interagem com os átomos e as moléculas individuais dos organismos encontram.”

Em parceria com pesquisadores de quatro universidades Midwestern e de um laboratório nacional, esperanças de Hamers escalar as paredes exteriores de coisas vivas - suas membranas de pilha - e para olhar nanoparticles de vários composições, tamanhos e formas bater na porta.

A posição vantajosa é uma SHIFT da pesquisa típica da toxicologia da nanotecnologia.

“Muitos estudos foram conduzidos com os organismos inteiros que examinam os efeitos um pouco severos - como a morte - que aparecem somente em concentrações altas,” diz Joel Pedersen, um professor ambiental da química no Departamento da Ciência de Solo de UW-Madison. “Alguns dos efeitos mais subtis estão começando somente a ser examinados.”

Pedersen, cuja a pesquisa inclui a criação de camadas de moléculas que funcionam como uma membrana de pilha, - com químicos Franz Geiger da Universidade Northwestern e Christy Haynes da Universidade de Minnesota - fornecerá terras de teste para os nanoparticles criados por laboratórios é executado por Hamers e por Catherine Murphy das Universidades de Illinois.

“Nós igualmente trabalharemos com dois organismos de água doce, a Dáfnia da pulga de água e uma bactéria chamadas oneidensis de Shewanella, para olhar sua resposta genomic aos nanoparticles. Seus readouts genéticos depois que a exposição nos dará mais indícios a que moléculas os nanoparticles estão interagindo com uma vez eles são dentro dos organismos,” diz Pedersen, que conduziu estudos da tomada do nanoparticle em peixes da zebra. A Universidade da ecologista Rebecca Klaper de Wisconsin-Milwaukee está desenvolvendo sinais genéticos para seguir mudanças nos organismos aquáticos expor aos contaminadores da água como nanoparticles.

Em uma Ciência do Nacional Fundação-Patrocinou a oficina que organizou no ano passado, Hamers e outros líderes no campo apresentaram alguns dos obstáculos na maneira de uma compreensão mais profunda da pegada ambiental da nanotecnologia.

“Uma das coisas que vieram acima repetidamente era a necessidade para umas ferramentas mais analíticas que pudessem nos dizer o que nossos nanoparticles estão fazendo dentro de um organismo ou em todo o ambiente, realmente,” Hamers diz.

Primeiramente entre aquelas ferramentas pode estar uma maneira de considerar no nanoscale - partículas menos de 10 nanômetros (cada um bilionésimo de um medidor) por muito tempo - quando esse comprimento é apenas uma fracção do comprimento de onda da luz.

“Há uns truques que você pode jogar para obter para baixo instrumentos a aproximadamente 10 nanômetros da definição espacial,” Hamers diz. “Galya Orr do Laboratório Nacional Noroeste Pacífico é um perito real nesta microscopia avançada da secundário-difracção. Nós estaremos explorando alguma daqueles para ver como nós podemos realmente produzir imagens do que de 5 nanômetros um nanoparticle de 10 nanômetros ou está fazendo dentro de uma pilha de Shewanella ou de uma Dáfnia.”

O grupo começará com nanoparticles relativamente estáveis do diamante e do ouro, com esperanças mover-se em monitorar nanoparticles reactivos mais slipperier se seu de três anos, a Fase $1,75 milhões Eu Me Centro para a transição Química da concessão da Inovação a um centro da Fase II com maior financiamento.

“Uma das limitações chaves em compreender o que acontece aos nanoparticles no ambiente e nos organismos é que os nanoparticles não são estáticos. São dinâmicos,” Hamers diz. “Obtem muito difícil seguir o que está acontecendo se as partículas estão mudando enquanto você está indo. Nós usaremos nanoparticles muito pequenos, ultra-estáveis do diamante e ouro, e variamos as superfícies exteriores com grupos moleculars que controlarão as interacções e nos permitirão de seguir o que acontece quando está interagindo com os organismos em um ambiente controlado.”

O Centro para a Nanotecnologia Sustentável representa um ambiente colaborador que o NSF é encorajador com os processos competitivos, estratificados como o Centro para concessões Químicas da Inovação.

“Compreendendo como os nanoparticles projetados interagem com o ambiente e com sistemas vivos é uma pergunta química complexa, desafiante e importante,” diz o Abrigo de Katharine, director de programa do CCI na Divisão do NSF da Química. “Hamers montou uma equipe dos cientistas talentosos que querem abordar este desafio grande.”

E Hamers trouxe-os junto para fazer mais do que apenas passa materiais e tecnologia para a frente e para trás.

“Eu não posso apenas fazer nanoparticles e jogá-los sobre uma cerca para alguém. Isso apenas não trabalha. É importante para este ser uma colaboração real,” diz. “Uma das características originais do centro é que fornece modos novos de treinamento para alunos diplomados, e começa a desenhar junto um grupo muito forte de cientistas em uma introdução da importância real a nós. Nós somos seridos idealmente perto dos Grandes Lagos estudar as implicações para organismos de água doce.”

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

Last Update: 16. October 2012 07:44

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