Die Auswirkungen von Nanotech auf kleine Meerestiere beunruhigen

Ein High-Tech-Material namens Kohlenstoff-Nanoröhrchen ist schädlich für das Wachstum und die Lebensdauer von Kleintieren, die für das Leben im Meer wichtig sind, hat eine neue Studie gefunden. Allerdings könnte die Reinigung der Nanoröhren von Verunreinigungen einen großen Beitrag zur Verringerung ihrer toxischen Auswirkungen auf das Leben im Meer leisten, fügte die Studie hinzu. Die Forschung befindet sich in der ersten Welle einfacher Experimente zu den Auswirkungen der Nanotechnologie auf die Umwelt.

Kohlenstoffnanoröhrchen sind derzeit kein gebräuchliches - oder entsorgtes - Material. Sie erscheinen in High-End-Sportgeräten wie Tennisschlägern und in experimentellen Flugzeugteilen. Experten glauben jedoch, dass die winzigen Röhrchen aus aufgerollten Kohlenstoffschichten, die nur ein Atom dick sind, in Zukunft wahrscheinlich in viel mehr Objekten auftauchen werden. Carbon Nanotubes werden für supereffiziente Solarmodule und Wasserfilter entwickelt sowie für die Herstellung von leichten, aber starken Materialien.

"Wenn die Anwendungsseite wächst, hätten wir möglicherweise viel, viel mehr Material, dann wäre das ein Problem", sagte Baolin Deng, ein Chemiker und Ingenieur an der Universität von Missouri, der die neue Forschung leitete, gegenüber InnovationNewsDaily. "Wenn wir mit Kohlenstoff-Nanoröhren ein besseres Produkt herstellen können, dann bin ich dafür. Aber gleichzeitig müssen wir uns wirklich die möglichen Auswirkungen dieser Materialien ansehen, damit wir in Zukunft nicht überrascht werden. "

Dengs Studie zeigt die unterschiedlichen Effekte von Kohlenstoff-Nanoröhrchen und Metallverunreinigungen, die normalerweise nach der Herstellung auf den Oberflächen der Nanoröhrchen kleben, sagte Desiree Plata, ein Forscher, der Chemikalien in der Umwelt an der Duke Universität in Durham, NC, studiert Dengs Studie.) Gleichzeitig ahmen mehrere Aspekte der Studie nicht genau nach, was wahrscheinlich mit Nanoröhren in der Natur passieren wird, deshalb werden genauere Tests von Kohlenstoff-Nanoröhren benötigt, sagte sie.

Kohlenstoff-Nanoröhrchen im Labor

Für ihre Studie wählten Deng und seine Kollegen vier Arten von kleinen Meeres- und Flussmündungs-Kreaturen, von denen Wissenschaftler wissen, dass sie für Chemikalien in ihrer Umgebung empfindlich sind und für andere Tiere im Ozean wichtig sind. Sie brachten die Tiere, darunter eine Muschelart und ein wenige Millimeter langes Krebstier, in einem Labor in Tanks unter.

Die Forscher fügten dann einigen Tanks Kohlenstoff-Nanoröhrchen hinzu, so dass das Wasser eine 1-prozentige Konzentration an Nanoröhren aufwies. Sie maßen, wie viele Tiere überlebten und wie viel sie wuchsen.

Sie fanden heraus, dass die Nanoröhrchen das Wachstum und die Lebensdauer der Tiere reduzierten. Als sie versuchten, die Nanotubes zu reinigen, bevor sie in ihre Tanks gegeben wurden, fanden sie, dass mehr Tiere überlebten, aber sie wuchsen immer noch weniger als Tiere, die in Tanks ohne Kohlenstoff-Nanoröhrchen gezüchtet wurden.

Andere Forscher haben gezeigt, dass Kohlenstoff-Nanoröhrchen das Wachstum kleiner Meerestiere beeinflussen, aber weil giftige Metalle für die Herstellung der Röhren verwendet werden, waren sich die Wissenschaftler nicht sicher, ob die Wirkung der Röhren nur von den Herstellungschemikalien herrühren könnte Sowohl die Kohlenstoff-Nanoröhren als auch die Verunreinigungen trugen zur Toxizität dieses Materials bei ", sagte Deng.

Durch einfaches Reinigen der Röhrchen können jedoch einige ihrer Auswirkungen verringert werden. "Die Reinigung dieser Materialien ist vielleicht nicht so schwierig", sagte Deng. Er empfiehlt Herstellern, giftige Chemikalien zu entfernen, bevor sie Kohlenstoffnanoröhrchen in Golfschläger, Solarzellen oder sonst etwas einsetzen.

Auf der anderen Seite sagte Plata, dass Dengs Studie ein erster Schritt ist, der in viele Lektionen für das wirkliche Leben schwer zu übersetzen sein könnte. Die Menge an Nanoröhrchen, die Deng und seine Kollegen dem Tank ihrer Tiere hinzugefügt haben, ist eine Milliarde bis eine Billion Mal größer als die Wissenschaftler erwarten, dass Fabrikemissionen und die Degradierung von Nanoröhrchen-Produkten auf Deponien, sagte sie. "Es würde nie einen Fall geben, in dem man eine Konzentration davon in einer Probe hätte", sagte sie.

Obwohl viele Menschen erwarten, dass eine Studie mit höherer Konzentration die negativen Auswirkungen einer Chemikalie übertreiben würde, könnten im Fall von Kohlenstoff-Nanoröhren zu viele Nanoröhren die negativen Auswirkungen des Materials auf Meerestiere reduzieren. Bei hohen Konzentrationen neigen Nanoröhren dazu, zusammenzuklumpen und wirken so, als wären sie größere Partikel. Solche Klumpen reduzieren die Exposition von Tieren gegenüber den Nanoröhren, so dass die Klumpen weniger toxisch erscheinen als die einzelnen Partikel, die bei den niedrigeren Konzentrationen vorhanden sind, die Forscher erwarten, sagte Plata.

Deng hingegen glaubt, dass seine Studie genau nachahmt, was außerhalb des Labors passieren könnte. Kohlenstoffnanoröhrchen neigen dazu, auf den Grund von Wasser und Klumpen zu fallen, sagte er. Sie könnten an manchen Orten in sehr hohen Konzentrationen auftreten, sagte er.

Werden neue Gesetze benötigt?

Sowohl Deng als auch Plata sind sich einig: Mit dem, was Wissenschaftler jetzt wissen, ist es schwer zu sagen, ob Kohlenstoff-Nanoröhren zusätzliche Gesetze brauchen, die ihre Entsorgung regeln.

Deng würde gerne Studien darüber sehen, wo Kohlenstoff-Nanoröhrchen genau hingehen würden, wenn sie in Wasser freigesetzt werden. Fallen sie auf den Grund des Wassers? Klumpen sie wirklich in bestimmten Bereichen dicht?

Plata argumentierte, dass Forscher Kohlenstoff-Nanoröhren in Konzentrationen untersuchen sollten, die näher an denen liegen, von denen Experten annehmen, dass sie wahrscheinlich auftreten. Sie stellte auch fest, dass Labortanks zu vereinfachen, was im offenen Ozean passieren würde. "Das wäre in Ordnung, wenn wir wüssten, wie wir den einfachen Fall übernehmen und in den komplexen Fall übersetzen, aber wir sind noch nicht da", schrieb sie in einer späteren E-Mail an InnovationNewsDaily.

"Die meisten Toxizitätsstudien, die in aquatischen und sedimentären Systemen durchgeführt wurden, sind wirklich in Konzentrationen, die zu hoch sind, um zu wissen, ob irgendetwas einen Effekt hat", sagte sie. "Aber sie schlagen Vorsicht vor."

Deng und seine Kollegen veröffentlichten im Juni in ihrer Zeitschrift Environmental Toxicology and Chemistry ein Papier über ihre Forschungsergebnisse.

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