Znajdź zawartość

Szeroko wykorzystywany w elektronice czy biomolekułach tlenek grafenu może pośrednio wpływać na mikrobiom jelit, ostrzegają naukowcy z Karolinska Institutet. Przeprowadzone przez nich badania na danio pręgowanym wykazały, że nawet niewielka ilość tego nanomateriału powoduje zmiany w pracy układu odpornościowego. To pokazuje, że musimy brać pod uwagę, w jaki sposób nanomateriały wpływają na układ odpornościowy. Uzyskane przez nas wyniki są istotne dla zidentyfikowania potencjalnego negatywnego wpływu nanomateriałów mówi profesor Bengt Fadeel z Instytutu Medycyny Środowiskowej Karolinska Institutet. Nanomateriały bazujące na grafenie są coraz szerzej używane, dlatego też naukowcy chcą zrozumieć, jakie mogą mieć one skutki dla naszego zdrowia i środowiska naturalnego. Szwedzcy uczeni przyjrzeli się tlenkowi grafenu, który – w przeciwieństwie do grafenu – jest rozpuszczalny w wodzie i coraz częściej myśli się o jego zastosowaniu w medycynie, np. jako nośnika dostarczającego leki. Naukowcy wystawili danio pręgowane na kontakt z rozpuszczonym w wodzie tlenkiem grafenu. Podczas badań wykorzystali zarówno normalne ryby, jak i genetycznie zmodyfikowane, które nie posiadały w jelitach AhR (aryl hydrocarbon receptor – receptor węglowodorów aromatycznych). To receptor metabolitów endogennych i bakteryjnych. Wykazaliśmy, że skład mikrobiomu jelit uległ zmianie pod wpływem wystawienia ryb na działanie tlenku grafenu, nawet w niskiej dawce, oraz że AhR również wpłynęło na mikrobiom, poinformowała główna autorka badań, Guutao Peng. Badacze wykorzystali też larwy ryb, którym brak naturalnego mikrobiomu. To pozwoliło im na zbadanie kwasu masłowego, który jest wydzielany przez pewne bakterie jelitowe. Wiadomo, że kwas masłowy wiąże się z AhR. Okazało się, że połączenie tlenku grafenu i kwasu masłowego doprowadziło do pojawienia się u zwierząt reakcji typowej dla zakażenia pasożytem. Sądzimy, że mikrobiom jelit reaguje na pojawienie się tlenku grafenu w podobny sposób, jak na pojawienie się pasożyta, wyjaśnia Peng. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Nature Nanotechnology. « powrót do artykułu

Naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN pracujący pod kierunkiem prof. Juana Carlosa Colmenaresa zaproponowali zastosowanie stabilnego chemicznie i nisko toksycznego związku – dwutlenku tytanu (TiO2 P-25) – i połączenie go ze związkami węgla w celu skutecznej detoksykacji różnych związków w powietrzu i wodzie. TiO2 działa jako fotokatalizator, który może degradować szeroką gamę zanieczyszczeń chemicznych, w tym związki organiczne, a nawet drobnoustroje, pod wpływem światła UV pochodzącego ze Słońca. Ponadto jego synteza jest opłacalna ekonomicznie, a sam materiał nie ulega degradacji pod wpływem czynników atmosferycznych czy światła. Badacze dodatkowo zmodyfikowali nanocząstki TiO2, zwijając je w rulon za pomocą ultradźwięków, otrzymując nanometrowe rolki. Dzięki takiemu zabiegowi materiał lepiej rozkłada szkodliwe substancje chemiczne. Taki materiał staje się także skutecznym sorbentem, który jest w stanie wyłapywać molekuły pomiędzy poszczególnymi warstwami nanorolek. Oprócz modyfikacji powierzchni, dwutlenek tytanu przekształcono chemicznie w tytanian, dzięki czemu zyskał on na właściwościach fotokatalitycznych. Rozwój nanotechnologii sprawił, że ich zastosowanie nie jest już tylko teorią. Nanomateriały coraz częściej stosowane są w praktyce i powoli wkraczają do zastosowań przemysłowych. W naszej pracy postawiliśmy na wytworzenie kompozytu, który łączy unikalne właściwości cienkiego dwuwymiarowego nanomateriału – zredukowanego tlenku grafitu (rGO) – z wysoką fotoreaktywnością nanorurek tlenku tytanu. Takie połączenie pozwoliło na uzyskanie pożądanych właściwości fizykochemicznych, a także uzyskanie właściwości sorpcyjnych. Nasz kompozyt wykazuje wysoką skuteczność unieszkodliwiania toksycznych związków chemicznych, wliczając w to nawet środki bojowe tj. gaz musztardowy. Wykazaliśmy, że materiał ten jest wysoce skuteczny w usuwaniu zanieczyszczeń środowiskowych, w szczególności w neutralizacji związków organicznych, a także może być wykorzystany jako katalizator do zastosowania w przetwarzaniu biomasy – zauważa pierwszy autor pracy, dr Dimitrios A. Giannakoudakis. Wytworzony przez badaczy kompozyt na bazie zredukowanego tlenku grafitu oraz tytanianu jest o wiele skuteczniejszy w zakresie światła UV od fotokatalizatora TiO2 oraz dobrze znanych materiałów węglowych tj. rGO. Dzięki modyfikacji kompozyt jest w stanie degradować zanieczyszczenia także w świetle widzialnym. To sprawia, że działa on uniwersalnie w oczyszczaniu powietrza i wody z różnych szkodliwych chemikaliów pod wpływem zwykłego światła słonecznego. W pracy autorzy zaprezentowali nowoczesne podejście do syntezy nanokompozytu przedstawiając nie tylko degradację toksycznych substancji do mniej szkodliwych związków, ale także możliwość wyłapywania produktów degradacji dzięki dużej, aktywnej powierzchni kompozytu. Praca została opublikowana w Chemical Engineering Journal. Uważamy, że obróbka wstępna ultradźwiękami przed obróbką hydrotermalną ma kluczowe znaczenie dla powstania naszego nanokompozytu, składającego się ze zwiniętych nanorurek z tytanianu połączonych z równomiernie rozproszonym rGO, podczas gdy samo mieszanie magnetyczne daje w efekcie o wiele słabszy fotokatalizator. Wyższość naszego nanokompozytu nad wzorcowym fotokatalizatorem TiO2 P25 wynika z jego szczególnej struktury i jest związana z dużą ilością powierzchniowych grup funkcyjnych, które działają jako centra katalityczne. Kompozyt ma także ogromną porowatość przez co jest to doskonały materiał do oczyszczania środowiska pod wpływem promieniowania słonecznego – mówi profesor Colmenares. « powrót do artykułu

Nowe cienkie błony wykonane z nanowłókien mogą zrewolucjonizować technologie oczyszczania wód gruntowych oraz usuwania wycieków ropy naftowej. Akademicy z MIT-u pracujący pod kierunkiem profesora Francesco Stellacciego, opracowali cienki, podobny do papieru materiał, który jest w stanie wchłonąć 20 razy więcej ropy naftowej, niż sam waży. Co istotne, materiał pozwala następnie na odzyskanie ropy i może być wielokrotnie używany. Nanowłókna profesora Stellaciego wykonano z materiału odpornego na działanie wysokiej temperatury, więc po zebraniu ropy, wystarczy go podgrzać, a ropę odparować i skroplić. Po takim zabiegu zarówno ropa jak i materiał do jej zbierania nadają się do ponownego użycia. Produkcja nowego materiału przypomina produkcję papieru. Jest prosta i tania, tym bardziej, że nanomateriał, jeśli ma wejść do praktycznego użytku, będzie produkowany w dużych ilościach.