Pontos quânticos feitos de cádmio e selênio degradam-se no solo, liberando íons tóxicos de cádmio e selênio em seus arredores, um estudo da Universidade de Buffalo descobriu.

A pesquisa, aceito para publicação na revista Ciência e Tecnologia Ambiental , demonstra a importância de aprender mais sobre como os pontos quânticos - e outros nanomateriais - interagem com o ambiente após o descarte, disse Diana Aga, o professor de química que conduziu o estudo.

Os pontos quânticos são nanocristais semicondutores com diâmetros de cerca de 2 a 100 nanômetros. Embora os pontos quânticos ainda não sejam comumente usados ​​em produtos de consumo, os cientistas estão explorando as aplicações das partículas em tecnologias que vão de painéis solares a imagens biomédicas.

"Os pontos quânticos ainda não são amplamente usados, mas eles têm muito potencial e podemos antecipar que o uso desse nanomaterial vai aumentar, "disse Aga, que apresentou as descobertas no final de junho em um workshop financiado pela National Science Foundation sobre nanomateriais no meio ambiente. “Também podemos antecipar que sua ocorrência no meio ambiente também aumentará, e precisamos ser proativos e aprender mais sobre se esses materiais serão um problema quando entrarem no ambiente. "

"Podemos concluir com nossa pesquisa que há potencial para alguns impactos negativos, uma vez que os pontos quânticos se biodegradam. Mas também existe a possibilidade de modificar a química, a superfície dos nanomateriais, para prevenir a degradação no futuro, " ela disse.

A pesquisa de Aga sobre a vida após a morte dos pontos quânticos é financiada por US $ 400, 000 Subsídio da Agência de Proteção Ambiental para investigar o transporte ambiental, biodegradação e bioacumulação de pontos quânticos e nanopartículas de óxidos.

Seus colaboradores no novo estudo em Ciência e Tecnologia Ambiental incluem a estudante de doutorado Divina Navarro, Professor Assistente Sarbajit Banerjee e Professor Associado David Watson, todos do Departamento de Química da UB.

Trabalhando no laboratório, a equipe testou dois tipos de pontos quânticos:pontos quânticos de seleneto de cádmio, e pontos quânticos de seleneto de cádmio com um protetor, concha de sulfeto de zinco. Embora os pontos quânticos com casca sejam conhecidos na literatura científica por serem mais estáveis, A equipe de Aga descobriu que ambas as variedades de pontos quânticos vazaram elementos tóxicos 15 dias após entrarem no solo.

Em um experimento relacionado projetado para prever a probabilidade de que os pontos quânticos descartados lixiviariam para as águas subterrâneas, os cientistas colocaram uma amostra de cada tipo de ponto quântico no topo de uma coluna estreita de solo. Os pesquisadores então adicionaram solução de cloreto de cálcio para simular a chuva.

O que eles observaram:quase todo o cádmio e o selênio detectados em cada uma das duas colunas - mais de 90 por cento disso na coluna contendo pontos quânticos sem casca, e mais de 70 por cento disso na coluna que contém os pontos quânticos revestidos - permaneceram nos primeiros 1,5 centímetros do solo.

Mas como os nanomateriais se moviam dependia do que mais havia no solo. Quando a equipe adicionou ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) para testar colunas em vez de cloreto de cálcio, os pontos quânticos viajaram pelo solo mais rapidamente. EDTA é um agente quelante, semelhante ao ácido cítrico frequentemente encontrado em sabonetes e detergentes para a roupa.

Os dados sugerem que, em circunstâncias normais, pontos quânticos que descansam na superfície do solo são improváveis ​​de cavar seu caminho até os lençóis freáticos subterrâneos, a menos que agentes quelantes, como EDTA, sejam introduzidos propositalmente, ou ácidos orgânicos de ocorrência natural (como exsudatos de plantas) estão presentes.

Aga disse que mesmo que os pontos quânticos permaneçam na superfície do solo, sem contaminar os aquíferos subterrâneos, a degradação das partículas ainda representa um risco para o meio ambiente.

Em um estudo separado submetido para publicação em uma revista diferente, ela e seus colegas testaram a reação das plantas de Arabidopsis a pontos quânticos com conchas de sulfeto de zinco. A equipe descobriu que, embora as plantas não absorvessem os nanocristais em seus sistemas radiculares, as plantas ainda exibiam uma reação fitotóxica típica ao entrar em contato com o corpo estranho; em outras palavras, as plantas tratavam os pontos quânticos como um veneno.