לפיכך, יכולים חומרים אלה לשמש כנשאים לתרופות, שיאפשרו להן להכנס לרקמות קשות גישה
מחקר באוניברסיטת Purdue טוען כי תרכובות פחמן סינתטיות המכונות “פולרנים” הינן בעלות יכולת להצטבר ברקמות חיות, וכן מסוגלות להתפרק בחשיפה לאור שמש, כך שהסכנות הסביבתיות שלהן מופחתות.
לפולרנים יוכלו להיות מוצרים ויישומים עתידיים, החל מהובלת תרופות לריפוי סרטן, ציפויים מחוזקים ונשק צבאי, חיישנים כימיים וטכנולוגיות לאחסון מימן לסוללות של תאי-דלק לרכבים.
“בזכות מספר היישומים האפשריים שלהם, חשוב ללמוד כיצד פולרנים מגיבים בסביבה ומה עשויות להיות ההשפעות הסביבתיות שלהם,” אומר Chad Jafvert, פרופסור להנדסה אזרחית באוניברסיטה.
החוקרים ערבבו פולרנים בתמיסה של מים ואוקטאנול, תמיסה המדמה מאפיינים הדומים לרקמות שומן בבע”ח. החוקרים היו הראשונים להראות כיצד הפולרנים מתנהגים בסביבות של מים, אדמה ורקמות שומן של דגים.
הממצאים מראים כי לפולרנים יש סבירות גבוהה יותר לחדור לרקמות שומן מאשר קוטל המזיקים האסור לשימוש DDT. אולם, בעוד שהחומר DDT רעיל לבע”ח, לא נמצא כל תיעוד מדעי כי הפולרנים רעילים, אומר החוקר.
“מחקר זה מדגים את הצורך שלנו בהבנה טובה יותר לגביי התנהגותם של חומרים בסביבה,” הוא טוען. “הממצאים שלנו מראים כי הפולרנים עשויים להיות מעוכלים ע”י דגים ובע”ח אחרים, ואולי להצטבר בהם לרמות רעילות. ממצאים אלו מתארים רק את יכולתם להצטבר בגוף. אולם, ייתכן כי הם עשויים להתפרק בסביבה עצמה או בתוככי בעל-החיים”. החוקרים עדיין לא יודעים אם החומרים הללו אכן מתפרקים בסביבה או בבע”ח, עובדות שיוכלו להקטין את הסיכוי להצטברותם ברקמות שומן.
“לדוגמא, לא מצטברים אצלנו סוכרים מכיוון שאנו מעכלים אותם, אך אנו כן צוברים חומרים אחרים שאיננו מעכלים אותם,” אומר החוקר. “אם תהיה לנו היכולת לעכל פולרנים הם לא יצטברו אצלנו בגוף”.
החוקרים הצליחו למדוד את הנטייה היחסית של הפולרנים להתמוסס במים ובשומנים. “בשורה התחתונה, אם הפולרנים נוטים להתמוסס טוב יותר באוקטאנול מאשר במים הם כנראה גם יתמוססו טוב יותר ברקמות שומניות מאשר במים,” אומר החוקר הראשי.
כמו-כן, החוקרים בוחנים אם קרינת השמש מפרקת את הפולרנים וחומרים דומים להם המכונים ננו-צינורות פחמן, אשר משמשים ביישומים תעשייתיים מגוונים. “עלינו ללמוד כיצד חומרים אלו מגיבים בסביבה,” מסביר החוקר. “האם הם מתפרקים בכלל? מהם תוצרי-הפירוק שלהם? עד עתה למדנו כי הפולרנים סופגים אור ומגיבים לקרינת השמש. זהו יתרון חשוב, מכיוון שהוא מרמז כי החומרים לא יישארו עמידים לאורך זמן בסביבה ובכך יפחת ריכוז החשיפה אליהם – תוצאה שתפחית את הרעילות האפשרית בשל שימושם”.
הפולרנים (המכונים גם buckminsterfullerenes ו- buckyballs) הקרויים על שמו של האדריכל R. Buckminster Fuller, אשר תכנן את הכיפה הגיאודזית, הינם תרכובות דמויות כדורגל הבנויות משישים אטומים של פחמן בלבד. לפולרנים רוחב של כננומטר אחד שהם כאורכם המצטבר של עשרה אטומים.
החוקרים קבעו במדויק את מסיסותם של הפולרנים במים והראו כי המולקולות מסתדרות בצברים (clusters, או אשכולות) – תוצאה אשר הופכת את המאמצים להבנת התנהגותם בסביבה למורכבים יותר.
“לרוב, לא מוצאים פולרנים במים בשל מסיסותם הנמוכה בהם, אולם ניתן לומר זאת גם לגביי DDT,” מסביר החוקר הראשי. “DDT נמצא במשקעים בסביבה ולכן יש להניח כי גם הפולרנים ימצאו את סופם שם. כלומר, יש סבירות כי אורגניזמים ימיים, כגון תולעים הניזונות ממשקעים, ייצברו את הפולרנים בגופם, אלא אם כן הפולרנים יפורקו קודם לכן בסביבה”.
