قرن‌هاست که از نقره برای مبارزه با بیماری‌ها استفاده می‌شود. اخیرا نانوذرات نقره به دلیل خاصیت ضدمیکروبی‌شان در تولید محصولات مختلفی مانند ضدعفونی‌کننده‌ها، ماشین‌های لباس‌شویی، لوازم آرایشی، بسته‌بندی مواد غذایی و تجهیزات ورزشی به کار می‌روند. نانوذرات، ذره‌هایی ریز از مواد هستند که اندازه‌شان بین یک تا ۱۰۰میلیاردیمِ متغیر است. نانوذرات نقره همچنین به‌عنوان کاتالیزور در صنایع و همچنین درصنعت الکترونیک کاربرد دارند. 

اما، علی‌رغم کاربرد گسترده نانوذرات نقره، اطلاعات ما در باره تاثیرات سمَی آنها در محیط‏های زیستی و روش‌های بالقوه برای کاهش‌ این تاثیرات کافی نیست. محققان دانشگاه ایالتی اورگن با انجام مطالعه‌ای که در آن روی تأثیر شکل و شیمی سطح این نانوذرات بر اثرات زیست‌محیطی آن‌ها  تمرکز شده است، در زمینه پرکردنِ این شکاف علمی به پیشرفت قابل توجهی دست یافته‌اند. یافته‌هایی که در نشریه نانومتریالز  به چاپ رسیده است نشان می‏دهد که می‌توان نانوذرات نقره را طوری طراحی کرد که ویژگی‌های مفیدشان را حفظ کنند و درعین حال تاثیرات مضر آنها را بر محیط زیست کاهش داد.

گروهی از دانشمندان به‌سرپرستیِ مریلین رامپرسد مکویچ و استیسی ال هارپر تأثیر نانوذرات نقره کروی و مثلثی را، که هرکدام پنج شیمی سطح متمایز داشتند، روی میزان جذب و سمَیت آن‌ها در یک محیط کپسوله آزمایشگاهی بررسی کردند. این محیط شامل باکتری‌، جلبک‌ها، دافنی‌  و جنین‌های گورخرماهی بود. دافنی ازسخت‌پوستان ریزند، و گورخرماهی‌ از ماهیان کوچک آب شیرین هستند که از یک ‌سلول به وجود می‌آیند و، طی تقریبا پنج روز، به ماهی شناگری تبدیل می‌شوند.

گورخرماهی‌ برای تحقیق درباره رشد و ژنتیک مهره‌داران و همچنین بررسی تاثیرات آلاینده‌های زیست‌محیطی و داروها بر مراحل اولیه  رشد جنین بسیار ارزشمندند. آن‌ها شباهت‌های مولکولی، ژنتیکی و سلولی قابل ملاحظه‏ای  با انسان دارند و رشد سریع، شفافیت، و سهولت نگهداری آنها  در حجم اندکی آب باعث می‏شوند برای چنین مطالعاتی بسیار مفید باشند.

نویسندگان این مطالعه خاطرنشان کردند که تولید تجاری نانوذرات نقره به صدها تن در سال می‏رسد و در نتیجه راه‌یافتن مقداری از آن‌ها به محیط‌های آبی اجتناب‌ناپذیر است. مکویچ، استادیار  شیمی، دراین‌باره گفت: «سازمان غذا و دارو روی نانوذرات نقره نظارتی ندارد و اطلاعات چندانی درباره میزان سمی‌بودن آن‌ها در دسترس نیست، جز اینکه یون‌های آزاد نقره ممکن است در واکنش اکسیداسیون سطح نانوذرات تشکیل شوند. این یون‌ها سمی هستند. در این مقاله راهی برای بررسی میزان سمی‌بودن نانوذرات نقره و تأثیرشان بر محیط‌زیست پیدا کردیم، بدون اینکه یون‌های سمی نقره در نظر گرفته شوند.»

مطالعه مکویچ، هارپر، و همکارانشان از کالج‌های علوم، مهندسی و علوم کشاورزی دانشگاه ایالتی اورگن نشان داد نانوذرات نقره روی بعضی گونه‌ها تأثیر منفی دارند، اما به گونه‏های دیگر آسیب نمی‌رسانند. برای نمونه، این نانوذرات مانع  رشد باکتری‌ و دافنی‌ شدند و اندازه و شکل آن‌ها هم در  این تاثیر نقش داشتند. اما همین نانوذرات تاثیری بر گورخرماهی نداشتند. نکته قابل‌توجه اینکه نانوذرات روکش شده با لیپید‏ها، ترکیبات آلی موجود در بسیاری از روغن‌ها و موم‌های طبیعی، مقدار قابل ملاحظه‏ای یون نقره آزاد نمی‌کردند، اما برای دافنیا مگنا ، یعنی حساس‌ترین گونه موجود درمحیط کپسوله مذکور، بسیار سمی بودند.

مکویچ تأکید کرد این مطالعه نشان می‏دهد که دستکاری در شکل و شیمی سطح  نانوذرات نقره  به ‌منظور دستیابی به اهداف خاص امکان‌پذیر است، که این برای درک بهتر و کاهش ریسک‌های کاربرد این نانوذرات بسیار اهمیت دارد. او به مطالعه‌ای مرتبط با این موضوع اشاره کرد که قرار است چاپ شود و در آن مشخص شده نانوذرات کروی ریزسمی‌تر از نانوذرات مثلثی یا مکعبی هستند.

به‌طور خلاصه، این تحقیق دردانشگاه ایالتی اورگن بر اهمیت توجه به شکل و شیمی سطح  نانوذرات نقره درمطالعات زیست‌محیطی تأکید دارد. این رویکرد می‌تواند به تولید نانوذراتی کمک کند که ویژگی‌های مفیدشان را حفظ می‌کنند و در عین حال ریسک‌های زیست‌محیطی‌شان به حداقل  کاهش می‏یابد. تحقیقات جاری درباره میزان سمی‌بودن شکل‌های مختلف نانوذرات، پیچیدگی و ضرورت این تحقیق را بیش از پیش نشان می‌دهد. نانوذرات نقره همچنان  کاربردهای تجاری زیادی دارند، بنابراین دانستن تاثیرات زیست‌محیطی آن‌ها و کاهش دادن این تاثیرات هنوز هم حوزه‌ای مهم برای تحقیقات علمی است.

منبع خبر: nano-magazine.com