האמת על אודות ננו-זיהום

הננו-טכנולוגיה כבר כאן. היא בבגדים, במזון ובבתים. האם יש בכוחה להזיק?

מאת ג'.ר מינקל איורים מאת מדי-נאישו. המאמר פורסם בגליון ינואר 2007 של כתב העת פופיולר סיינס.

החשש

ננו-חלקיקים – מוגדרים כחלקיקים שקוטרם קטן מ-100 ננומטר – משמשים לשיפור היעילות והעמידות של יותר מ-200 מוצרי צריכה שונים שכבר נמצאים בשוק, בהם, קרם הגנה מפני קרינת שמש, מכנסיים עמידים לכתמים וכדורי גולף. אולם ההשפעות הפוטנציאליות שלהם על הבריאות ועל הסביבה אינן ידועות ברובן.

כלבי השמירה

פקידים באירופה הקימו, לצורך העניין, קבוצות מחקר כגון ננוסייף 2 ואימפרט ננוטוקס כדי להחליט כיצד לגלות, לעקוב ולהעריך ננו-חלקיים. המחקר בארצות הברית מתואם פחות, אולם קבוצות חוקרים מאוניברסיטת רייס ומאוניברסיטת רוצ'סטר קבעו לעצמן מטרות דומות.

התיאוריות

יכולתם של הננו-חלקיים לחדור לתאים ולפגוע ברקמות חיות נובעת מעצם היותם כה זעירים (חלקיקים גדולים יותר נלכדים מחוץ לתאים). מחקרים מצביעים על כך שאם נושמים או בולעים אותם או אם הם נספגים דרך העור הם מסוגלים לחלחל לשאר חלקי הגוף. חלקיקים בעלי כושר תגובה כימי מסוגלים, ברגע שהם נחשפים לרקמות חיות, לפרק מולקולות די אן איי, אר אן איי או אנזימים חשובים, או להפריע לתהליכים תאיים אחרים ובכך לגרום לחולי חמור או לבעיות בריאות ארוכות טווח. במחקר שנעשה ב-2004, למשל, מצא חוקר מאוניברסיטת דיוק שסוג מסוים של מולקולת פחמן – באקמינסטר פולרן, או בכינויה “באקיבול” (מולקולה חלולה המונה 60 אטומי פחמן, המתר') – המומסת במים גורמת נזק משמעותי לתאי מוח בדגי מים מתוקים.

התקפה מן המארב – כיצד יכולים ננו-חלקיקים לחלחל למוח

1. במחקרים שנעשו בעכברים (שתאי מוחם דומים לתאי מוח אנושיים) נשמו בעלי החיים חלקיקים אולטרה-עדינים – כגון, ננו-צינוריות של פחמן – המשתקעות בחללי האף.
2. החלקיקים התפזרו וחדרו אל התאים וביניהם, עד שהגיעו לעצב חוש הריח הנמצא מאחורי הגרון.
3. לבסוף, הם התקדמו לאורך עצב חוש הריח ולתוך המוח, שם פגעו בתאים ופגמו בפעולת המוח.

שאלות נפוצות – מבט מקרוב על האיום הזעיר ביותר על הבריאות

בשביל מה הם טובים בכלל, הננו-חלקיקים?

קיימים אינספור שימושים. ננו-חלקיקים של תחמוצת האבץ חוסמים מצוין קרניים אולטרה סגוליות ועם זאת נשארים חדירים לאור. ננו-חלקיקים, מוליכים למחצה, מקרינים אור ביעילות ופולרנים משמשים כחומרי סיכה.

כיצד נדע אם הם בטוחים?

לאחרונה החדירו חוקרים ננו-חלקיקים, שכיחים בשימוש, לאורגניזמים נבדקים (חולדות, דגים צמחים וחיידקים) ובדקו כיצד הם מתקבצים באיברים, שם הם עלולים לפגוע ברקמות. חוקרים סבורים, על כל פנים, שתידרש גישה רבת רבדים – בדיקות של תרביות תאים משולבות במחקרים על בעלי חיים –כדי לקבל תמונה אמיתית על פוטנציאל הרעילות לבני אדם, של ננו-חלקיקים נתונים.

האם ניתן לייצר אותם כך שיהיו בטוחים יותר?

ניתן לצפות את הננו-חלקיקים בחומרים אחרים כדי להנמיך את פוטנציאל התגובה שלהם, אלא שציפוי מעין זה עלול לאיין את התכונות המועילות שלהם. המפתח הוא הכלה. לדבריו של ג'וזף האגס, פרופסור להנדסת סביבה אזרחית במכון לטכנולוגיה של ג'ורג'יה, נראה שיש סוג מסוים של חימר, המשמש לכיסוי פסולת קבורה, המסוגל למנוע את זליגת הבאקיבול אל הסביבה.

קו הזמן

1985 – חוקרים אמריקנים ובריטים גילו את הבאקמינסטר פולרן. ה”באקיבול” הוא צורה נוספת של פחמן, יחד עם הגרפית והיהלום.

1991 – מדען יפני גילה ננו-צינורית הפחמן, שמופיעה במגוון צורות של צינוריות דופן יחיד וצינוריות רב דופניות. הננו-צינורית החד דופנית ניחנה בתכונות אלקטרוניות ייחודיות.

2000 – מנורת הג'מבוטרון, שבמשך עשרות שנים האירה מקומות כגון אצטדיוני ספורט, מכילה ננו-צינוריות מקרינות אור והיא הוכנסה לשוק המסחרי.

2005 – בניסויי מעבדה נמצא כי הבאקיבול מצמצם גדילה של אורגניזמים ופוגע בנוירונים. עדיין לא ברור אם יהיה בכוחם להזיק אחרי מעבר בגוף.

2005 – ננו-חלקיקים של אלומיניום שיבשו צמיחת שורשי צמחים במעבדה. על כל פנים, הרמה הנדרשת כל כך גבוהה, עד כי במציאות, צמחים צריכים למעשה לשחות בתוך החומר (כדי להינזק).

2006 – שישה גרמנים לקו בבריאותם ואושפזו בבית חולים אחרי שהשתמשו בתרסיס האיטום, מג'יק ננו. לא ידוע אם האשמה נעוצה בחלקיקי הננו שמכיל המוצר.