• لینک مرتبط:استفاده از نانوذرات نقره در مبارزه با باکتری های مقاوم به آنتی بیوتیک
• بیشتر بخوانید:استفاده از نانوذرات طلا برای بهبود ایمنی بدن

درک اثرات زیست محیطی نانوذرات نقره به واسطه شکل و شیمی سطح

نقره برای قرن‌ها برای مقابله با بیماری ها مورد استفاده قرار گرفته است و در زمان‌های اخیر، نانوذرات نقره در محصولات مختلفی مانند ضدعفونی‌کننده‌ها، لباس‌های مقاوم در برابر بو، ماشین‌های لباسشویی، آرایشی، بسته‌بندی مواد غذایی و تجهیزات ورزشی به کار می رود.

نانوذرات قطعات کوچکی از مواد هستند که اندازه آنها از یک تا 100 میلیاردم متر متغیر است.

علاوه بر قابلیت‌های ضد میکروبی، نانوذرات نقره در کاربردهای صنعتی نیز ارزشمند هستند و به عنوان کاتالیزور و در صنایع الکترونیک عمل به کار می روند.

علیرغم کاربرد گسترده آنها، سمیت زیست محیطی نانوذرات نقره و روشهای کاهش بالقوه آن به خوبی درک نشده است.

محققان دانشگاه ایالتی اورگان با مطالعه ای که تأثیر شکل ذرات و شیمی سطح آنها را برروی اثر زیست محیطی برجسته می کند،در پر کردن شکاف این دانش، پیشرفت قابل توجهی داشته اند.

یافته‌های منتشر شده در مواد نقره نشان می‌دهد که نانوذرات نقره می‌توانند به گونه‌ای طراحی شوند که خواص مفید خود را حفظ کنند و در عین حال اثرات مضر زیست‌محیطی خود را کاهش دهند.

مریلین رامپرساد مکیویچ و استیسی ال هارپر گروهی از دانشمندان را رهبری کردند که بررسی کنند از چه طریقی نانوذرات نقره کروی و مثلثی، که هر کدام دارای پنج ترکیب شیمیایی سطحی مجزا هستند، بر جذب و سمیت آنها درمقیاس آزمایشگاهی تأثیر گذاشتند.

این جهان کوچک شامل باکتری ها، جلبک ها، دافنی‌ها(دافنِي ها جزو سخت پوستان رِيز از خانواده خرچنگ هستند) و گورخرماهی جنینی( یک نوع ماهی زینتی) بود.

دافنی‌ها سخت پوستان کوچکی هستند، در حالی که گورخرماهی ماهی های آب شیرین کوچکی هستند که از یک سلول تک سلولی به ماهی شناگر در حدود پنج روز تبدیل می شوند.

گورخرماهی به ویژه برای تحقیق در مورد رشد مهره داران و ژنتیک و همچنین اثرات آلاینده های محیطی و داروها بر رشد اولیه جنین ارزشمند است.

آنها شباهت های مولکولی، ژنتیکی و سلولی قابل توجهی با انسان‌ها دارند.

توسعه سریع، شفافیت و نگهداری راحت آنها در حجم های کوچک آب، گورخرماهی جنینی را به ویژه برای چنین مطالعاتی مفید می کند.

نویسندگان این مطالعه خاطرنشان کردند که تولید تجاری سالانه نانوذرات نقره بالغ بر صدها تن است و این امر اجتناب ناپذیر است که برخی از آنها به محیط های آبی راه پیدا کنند.

مکیویچ ، استادیار شیمی گفت: اطلاعات و مشخصات نانوذرات نقره توسط سازمان غذا و دارو تنظیم نمی‌شوند و اطلاعات زیادی در مورد سمیت آن‌ها به جز یون‌های نقره آزاد که می‌تواند از اکسیداسیون سطحی نانوذرات ایجاد شود، در دست نیست.

یون‌های آزاد نقره سمی هستند و در این مقاله راهی برای بررسی سمیت نانوذرات نقره و چگونگی تأثیر آنها بر محیط‌ زیست صرف نظر از یون‌های سمی نقره پیدا شده است.

مطالعه انجام شده توسط مکیویچ ، هارپر و همکارانشان از کالج‌های علوم، مهندسی و علوم کشاورزی OSU نشان داد که نانوذرات نقره بر برخی گونه‌ها تأثیر منفی می‌گذارد و برخی دیگر را بدون آسیب می‌گذارند.

به عنوان مثال، رشد باکتری ها و دافنی‌ها توسط نانوذرات متوقف شدند و اندازه و شکل آنها در این اثر نقش داشتند.  با این حال، نانوذرات تاثیری بر گورخرماهی نداشت.

قابل ذکر است که نانوذرات پوشش داده شده در لیپیدها، ترکیبات آلی موجود در بسیاری از روغن‌ها و موم‌های طبیعی، مقادیر قابل توجهی یون نقره آزاد نمی‌کنند، اما برای دافنی مگنا، حساس‌ترین گونه در جهان کوچک، بسیار سمی هستند.

مکیویچ تاکید کرد که این مطالعه امکان دستکاری شکل و شیمی سطح نانوذرات نقره برای دستیابی به اهداف خاص را نشان می‌دهد که برای درک بهتر و کاهش خطرات مرتبط با این ذرات بسیار مهم است. او به یک مطالعه مرتبط در حال انتشار اشاره کرد که نشان می‌دهد نانوذرات کروی کوچک سمی‌تر از مثلثی یا مکعبی هستند.

در طول تاریخ، نقره برای جلوگیری از گسترش بیماری ها از طریق گنجاندن آن در اقلام روزمره استفاده شده است. قدمت استفاده درمانی آن به 3500 سال قبل باز می گردد.

در قرون وسطی، استفاده از ظروف نقره، بشقاب ها و سایر محصولات توسط خانواده های ثروتمند منجر به بیماری به نام آرژیری شد که با تغییر رنگ پوست مایل به آبی مشخص می شود.

اعتقاد بر این است که این وضعیت به اصطلاح "خون آبی" را برای توصیف اشراف الهام گرفته است.

به طور خلاصه، تحقیقات دانشگاه ایالتی اورگان بر اهمیت در نظر گرفتن شکل و شیمی سطح نانوذرات نقره در مطالعات زیست‌محیطی تاکید می‌کند.

این رویکرد می تواند به توسعه نانوذراتی کمک کند که خواص مفید خود را حفظ کنند و در عین حال خطرات زیست محیطی آنها را به حداقل برسانند.

تحقیقات مداوم در مورد سمیت های متفاوت اشکال مختلف نانوذرات، پیچیدگی و ضرورت این تحقیق را بیشتر نشان می دهد.

از آنجایی که نانوذرات نقره همچنان در کاربردهای تجاری متعدد رایج هستند، درک و کاهش اثرات زیست‌محیطی آن‌ها همچنان یک حوزه حیاتی از تحقیقات علمی است.

 

تاریخ: 1403/4/31

مهسا نعمتی