מדובר בשיטה טבעית בלתי-רעילה לפירוק ננו-צינוריות פחמן, ממצא שיוכל לסייע בהפחתת החששות הבריאותיים והסביבתיים מהשימוש בחומרים החשובים
חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג פיתחו את השיטה הטבעית הבלתי-רעילה הראשונה בעולם לפירוק ננו-צינוריות פחמן, ממצא שיוכל לסייע בהפחתת החששות הבריאותיים והסביבתיים מהשימוש בחומרים החשובים הללו בתחומים מגוונים, החל באלקטרוניקה וכלה בפלסטיקים.
צוות חוקרים מאוניברסיטת פיטסבורג גילה כי ננו-צינוריות פחמן מתפרקות בחשיפה לאנזים הטבעי HRP (horseradish peroxidase, פאראוקסידאז חזרת הגינה), כמתואר במאמר שפורסם לאחרונה בכתב-העת המדעי “Nano Letters”ונכתב ע”י שני פרופסורים מהאוניברסיטה.
ממצאים אלו פותחים אופקים חדשים לפיתוח עתידי של שיטות בטוחות וטבעיות המשתמשות באנזים זה או באחרים שכמותו לשם הטיהור של זיהומי ננו-צינוריות פחמן בסביבה או בתעשייה או במתחמי המעבדות.
ננו-צינוריות פחמן הינן גלילים חד-אטומיים של גרפיט, קטנים פי מאה אלף משיערת אדם אך חזקים יותר מפלדה, ומהווים מוליכים מעולים של חשמל וחום. הם מחזקים פלסטיקים, קרמיקות ובטון; מוליכים חשמל בהתקני אלקטרוניקה והמרת-אנרגיה; והינם חיישנים כימיים רגישים ביותר, מציין החוקר הראשי. החוקר עצמו פיתח התקן לגילוי מוקדם של התקפי קצרת (אסטמה) בו ננו-צינוריות פחמן מסוגלות לזהות כמויות זעירות של תחמוצת החנקן (nitric oxide), חומר המופיע קודם לרוב ההתקפים הללו.
“מגוון היישומים של ננו-צינוריות פחמן הוביל לייצור מוגבר שלהם, אולם מידת רעילותם עדיין נותרה שנויה במחלוקת,” מציין החוקר. “שפכים מקריים של ננו-צינוריות במהלך הכנתם הינם בלתי-נמנעים, והשימוש הנרחב בחומרים מבוססי-ננוצינוריות פחמן עלול להוביל לזיהומים סביבתיים מוגברים. אנו הצלחנו להדגים גישה בלתי-רעילה לפרוק מוצלח של ננו-צינוריות פחמן בתנאים הדומים לתנאי הסביבה.”
המחקר של הקבוצה התמקד בצורתם הגולמית של הננו-צינוריות כאבקה דקיקה, דמוית-גרפיט, מסביר החוקר. בצורתן זו, הננו-צינוריות גרמו לדלקות חמורות בדרכי-הנשימה, בייחוד בריאות, בניסויים מעבדתיים. למרות שהן זעירות במידתן, ננו-צינוריות מכילות אלפי אטומים על פני המעטפת החיצונית שלהן ואלו עלולים להגיב עם גוף האדם ואיבריו השונים בדרכים בלתי-ידועות, מסביר החוקר.
“ננו-חומרים עדיין אינם מובנים במלואם. התעשיות השונות משתמשות בננו-צינוריות בשל ייחודן – הן חזקות, עמידות ויכולות לשמש כמוליכים למחצה. אולם, האם מאפיינים אלו מציבים בפנינו גם סיכוני בריאות? התחום המתפתח של ננו-רעילות (nanotoxicology) מתמקד בדיוק בשאלה זו,” מסביר החוקר. “מחקרים מוקדמים יותר הראו כי הן יכולות להיות מסוכנות. אנו רצינו לפתח שיטה בטוחה לנטרול חומרים זעירים אלו במידה והם ייגרמו לזיהומים בטבע או בסביבת העבודה.”
בכדי לפרק את הננו-צינוריות, צוות המחקר חשף אותן לתמיסה של האנזים HRP ולריכוז נמוך של מי-חמצן בארבע מעלות צלזיוס למשך 12 שבועות. לאחר פיתוחה המלא, שיטה זו תוכל לשמש באותה הקלות בה משתמשים היום בשיטות הקיימות לניקוי כימיקלים במעבדות, מסבירים שני החוקרים הראשיים.
