p Às vezes, materiais inovadores com benefícios importantes para a sociedade apresentam riscos ambientais que não são aparentes até décadas depois. No campo crescente da nanotecnologia - a criação de materiais ou processos em escala nanométrica - os pesquisadores estão tentando identificar os perigos potenciais antes que novos produtos sejam amplamente utilizados. p "Muitas vezes, no passado, não sabemos se algo se tornará um risco até que seja tarde demais e já esteja lá fora, "diz Geoffrey Bothun, professor associado de engenharia química da Universidade de Rhode Island. "Em vez de criar produtos com nanomateriais e simplesmente lançá-los no mercado, o campo deseja obter um melhor controle sobre que tipo de riscos ambientais ou de segurança estão associados a esses materiais. "

p A nanotecnologia oferece o potencial para muitas novas aplicações na medicina, eletrônicos, energia e biomateriais, mas, como qualquer nova tecnologia, também levanta preocupações sobre a possível toxicidade para os humanos e o meio ambiente devido à exposição de longo prazo.

p "Há muito entusiasmo sobre o que a nanotecnologia pode fazer pela criação de empregos, desenvolvimento de novos produtos e melhores materiais, "Bothun diz." Acredita-se que seja a nova revolução industrial. Mas cientistas, engenheiros e formuladores de políticas querem chegar à frente do jogo e orientar o design dos melhores materiais com o mínimo impacto ambiental. "

p O cientista financiado pela National Science Foundation (NSF) está estudando especificamente como as nanopartículas projetadas se ligam às membranas celulares, e o impacto do processo na própria membrana.

p "Não sabemos o suficiente sobre como essas interações físicas estão ocorrendo, e em que grau eles contribuem para a toxicidade, "ele diz." Nanopartículas podem e inibem ou matam células. Em alguns casos, é isso que eles devem fazer. Por exemplo, existem muitas moléculas antimicrobianas naturais que se ligam a uma membrana, atrapalhar e quebrar buracos, levando à morte celular. "

p As nanopartículas existem em muitos produtos que entram em contato próximo com os humanos, entre eles, confecções, Medicina, cosméticos e protetor solar.

p "Nanopartículas de prata, por exemplo, usam equipamento de caça e roupas esportivas e agem quase como um antibiótico, "Bothun diz." Eles matam bactérias que causam mau cheiro em grande parte pela liberação de íons de prata. Estamos expostos a essa prata o tempo todo, mas se é ou não perigoso é algo desconhecido. "

p Seu objetivo de pesquisa é aprender o suficiente sobre o que acontece nas interações nanopartícula-membrana para permitir que os especialistas usem essas informações para prever se as partículas serão tóxicas. "Se entendermos os mecanismos por trás de como essas partículas aderem às células, que deve nos ajudar a projetar partículas que podem se ligar seletivamente a, por exemplo, bactérias e não células humanas, " ele diz.

p Bothun está conduzindo sua pesquisa sob um prêmio NSF Faculty Early Career Development (CAREER), que ele recebeu em 2011. O prêmio apoia o corpo docente júnior que exemplifica o papel dos professores-bolsistas por meio de pesquisas excepcionais, excelente educação, e a integração da educação e da pesquisa no contexto da missão de sua organização.

p Ele e sua equipe usam microscopia eletrônica de transmissão (TEM) para estudar as membranas celulares bacterianas sintéticas que elas criam e depois as expõem a diferentes tipos de nanopartículas. "Podemos mudar a composição da membrana, e tipo, composição e tamanho das nanopartículas, "diz ele." Temos muitas variáveis ​​com as quais podemos jogar em ambos os lados. Com TEM, podemos obter imagens diretamente da ligação da membrana das nanopartículas e das mudanças que ocorrem na membrana como resultado dessa ligação. "

p Eles já determinaram que as nanopartículas podem se comportar como proteínas, "o que significa que podemos usar alguns dos nossos conhecimentos e tecnologias existentes sobre as interações de proteínas para ajudar a compreender e prever as interações das nanopartículas, "diz ele." Por exemplo, há casos em que nanopartículas hidrofóbicas (que odeiam água) podem alterar a estrutura da membrana celular de maneira semelhante às proteínas hidrofóbicas. "

p Como parte do componente educacional da bolsa, os cientistas aprimoraram um curso de educação geral para calouros na universidade com o objetivo de educar os alunos sobre o social, impactos econômicos e ambientais da nanotecnologia, bem como a necessidade de comunicar efetivamente as tecnologias emergentes para um público amplo. Eles também planejam patrocinar atividades de desenvolvimento profissional, incluindo pesquisas e workshops especializados, para complementar o currículo.

p Finalmente, eles estão desenvolvendo um novo programa de ensino médio, "Pense Pequeno / Sonhe Grande!" para aulas de ciências em escolas urbanas na área metropolitana de Providence. Os alunos trabalharão com o microscópio eletrônico de transmissão, analisar nanomateriais usando instrumentação de última geração.

p “O objetivo aqui é informar e estimular os alunos do ensino médio sobre a nanotecnologia, e todo o STEM (ciência, tecnologia, campos de engenharia e matemática), e mostrar a eles como a nanotecnologia terá um impacto em suas vidas no futuro e o papel que podem desempenhar, "Bothun diz.