p Dispositivos eletrônicos pessoais - smartphones, computadores, TVs, tablets, telas de todos os tipos - são uma fonte significativa e crescente de lixo eletrônico do mundo. Muitos desses produtos usam nanomateriais, mas pouco se sabe sobre como esses materiais modernos e suas partículas minúsculas interagem com o meio ambiente e os seres vivos. p Agora, uma equipe de pesquisadores de químicos da Northwestern University e colegas do National Center for Sustainable Nanotechnology descobriu que, quando certas nanopartículas revestidas interagem com organismos vivos, isso resulta em novas propriedades que fazem com que as nanopartículas se tornem pegajosas. Formam-se coronas lipídicas fragmentadas nas partículas, fazendo com que eles fiquem juntos e cresçam em longos fios parecidos com algas. Nanopartículas com diâmetros de 5 nanômetros formam estruturas longas com tamanho de mícrons em solução. O impacto nas células não é conhecido.

p "Por que não fazer uma partícula que é benigna desde o início?" disse Franz M. Geiger, professor de química no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern. Ele liderou a parte noroeste da pesquisa.

p "Este estudo fornece uma visão sobre os mecanismos moleculares pelos quais as nanopartículas interagem com os sistemas biológicos, "Geiger disse." Isso pode nos ajudar a entender e prever por que algumas combinações de revestimento de nanomaterial / ligante são prejudiciais aos organismos celulares, enquanto outras não. Podemos usar isso para projetar nanopartículas que são benignas por design. "

p Usando experimentos e simulações de computador, a equipe de pesquisa estudou nanopartículas de ouro envoltas em policatiões e suas interações com uma variedade de modelos de membrana de bicamada, incluindo bactérias. Os pesquisadores descobriram que uma camada quase circular de lipídios se forma espontaneamente em torno das partículas. Essas "coronas lipídicas fragmentadas" nunca foram vistas antes.

p O estudo aponta para a resolução de problemas com a química. Os cientistas podem usar as descobertas para projetar um revestimento de ligante melhor para nanopartículas que evite a interação amônio-fosfato, que causa a agregação. (Ligantes são usados ​​em nanomateriais para camadas.)

p Os resultados serão publicados no dia 18 de outubro na revista Chem .

p Geiger é o autor correspondente do estudo. Outros autores incluem cientistas de outros parceiros institucionais do Center for Sustainable Nanotechnology. Baseado na University of Wisconsin-Madison, o centro estuda nanomateriais projetados e sua interação com o meio ambiente, incluindo sistemas biológicos - tanto os aspectos negativos quanto os positivos.

p "As nanopartículas captam partes da membrana celular lipídica como uma bola de neve rolando em um campo de neve, e eles se tornam pegajosos, "Geiger disse." Esse efeito indesejado acontece por causa da presença da nanopartícula. Ele pode levar os lipídios para lugares nas células onde os lipídios não deveriam estar. "

p Os experimentos foram conduzidos em ambientes de laboratório idealizados que, no entanto, são relevantes para ambientes encontrados durante o final do verão em um aterro sanitário - a 21-22 graus Celsius e alguns metros abaixo do solo, onde o solo e as águas subterrâneas se misturam e a cadeia alimentar começa.

p Ao emparelhar experimentos espectroscópicos e de imagem com simulações atomísticas e de grãos grosseiros, os pesquisadores identificaram que o emparelhamento de íons entre os grupos de cabeça lipídica das membranas biológicas e os grupos de amônio policatiões no invólucro das nanopartículas leva à formação de coronas lipídicas fragmentadas. Essas coroas geram novas propriedades, incluindo composição e aderência, às partículas com diâmetros abaixo de 10 nanômetros.

p As percepções do estudo ajudam a prever o impacto que o uso cada vez mais difundido de nanomateriais de engenharia tem sobre o destino das nanopartículas, uma vez que entram na cadeia alimentar, o que muitos deles podem eventualmente fazer.

p “Estão surgindo novas tecnologias e produtos de consumo em massa que apresentam nanomateriais como componentes operacionais críticos, "Geiger disse." Podemos derrubar o paradigma existente na produção de nanomateriais para um em que as empresas projetem nanomateriais para serem sustentáveis ​​desde o início, em oposição a arriscar recalls de produtos caros - ou pior - no futuro. "