روشی ساده و غیرسمی برای تجزیه نانولوله‌های کربنی

محققان دانشگاه پیتزبورگ اولین روش طبیعی غیرسمی برای تجزیه زیستی نانولوله‌های کربنی را ابداع نموده‌اند. این یافته می‌تواند نگرانی‌های زیست‌محیطی و سلامتی نانولوله‌های کربنی را که ممکن است قابلیت‌های آنها را تحت‌الشعاع قرار دهد، کم کند.

گروهی از محققان دانشگاه پیتزبورگ دریافتند زمانی که نانولوله‌های کربنی در معرض آنزیم طبیعی پراکسیداز ترب کوهی (horseradish peroxidase یا HRP) قرار قرار می‌گیرند، تجزیه می‌شوند. الکساندر استار، استاد شیمی دانشکده هنر و علوم دانشگاه پیت و والرین کاگن استاد و نائب رئیس دانشکده محیط زیست و سلامت شغلی، محققان اصلی این پژوهش بوده و یافته‌های خود را در مجله Nano Letters منتشر نموده‌اند. این نتایج راه را برای توسعه بیشتر روش‌های طبیعی تمیز کردن نانولوله‌های کربنی از محیط زیست و مراکز صنعتی و آزمایشگاهی باز می‌کند (با HRP یا آنزیم‌های دیگر).

نانولوله‌های کربنی ورقه‌های رول شده‌ای از اتم‌های کربن به ضخامت یک اتم هستند که صدهزار بار کوچک‌تر از موی انسان هستند، اما محکم‌تر از فولاد بوده و رسانای بسیار خوب الکتریسیته و حرارت هستند. استار می‌گوید این مواد تقویت‌کننده پلاستیک، سرامیک و سیمان بوده، الکتریسیته را در قطعات الکترونیکی یا ابزارهای مبدل انرژی هدایت کرده، و حسگرهای شیمیایی بسیار حساسی هستند. استار ابزاری برای تشخیص زودهنگام حمله آسمی تولید کرده است که در آن نانولوله‌های کربنی مقادیر بسیار کم اکسید نیتریک را که قبل از حمله آسمی ایجاد می‌شود، تشخیص می‌دهند.

استار می‌گوید: «کاربردهای بسیار زیاد نانولوله‌های کربنی موجب تولید زیاد آنها شده است، اما سمیت آنها همچنان یک عامل محدودکننده به حساب می‌آید. منتشر شدن اتفاقی نانولوله‌های کربنی هنگام تولید آنها اجتناب‌ناپذیر بوده و استفاده وسیع از مواد مبتنی بر این نانولوله‌ها می‌تواند موجب آلودگی بیشتر محیط زیست گردد. ما روشی غیرسمی برای تجزیه موفقیت‌آمیز نانولوله‌های کربنی در شرایط مشابه با محیط زیست ارائه نموده‌ایم».

کاگن توضیح می‌دهد که کار تیم آنها روی نانولوله‌های خام به شکل پودر ریز شبیه گرافیت متمرکز بوده است. در آزمایشهای صورت گرفته، نانولوله‌های کربنی به این شکل موجب التهاب شدید ریه‌ها شده‌اند. کاگن می‌گوید با وجودی که نانولوله‌های کربنی کوچک هستند، روی سطح خود دارای هزاران اتم هستند که به اشکال مختلف ناشناخته‌ای با بدن انسان برهمکنش می‌کنند.

این گروه پژوهشی برای تجزیه نانولوله‌ها آنها را به مدت 12 هفته در دمای 4 درجه سانتی‌گراد در محلولی از HRP و غلظت کمی از پراکسید هیدروژن قرار دادند. کاگن و استار می‌گویند اگر روش آنها توسعه یابد، می‌توان به صورت بسیار ساده و همانند تمیزکننده‌های شیمیایی در آزمایشگاه‌های امروزی از آن استفاده کرد.