Los puntos cuánticos hechos de cadmio y selenio se degradan en el suelo, liberando iones tóxicos de cadmio y selenio en su entorno, un estudio de la Universidad de Buffalo ha encontrado.

La investigación, aceptado para publicación en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental , demuestra la importancia de aprender más sobre cómo los puntos cuánticos, y otros nanomateriales, interactúan con el medio ambiente después de su eliminación, dijo Diana Aga, el profesor de química que dirigió el estudio.

Los puntos cuánticos son nanocristales semiconductores con diámetros de aproximadamente 2 a 100 nanómetros. Aunque los puntos cuánticos todavía no se utilizan comúnmente en productos de consumo, Los científicos están explorando las aplicaciones de las partículas en tecnologías que van desde paneles solares hasta imágenes biomédicas.

"Los puntos cuánticos todavía no se utilizan mucho, pero tienen mucho potencial y podemos anticipar que aumentará el uso de este nanomaterial, "dijo Aga, quien presentó los hallazgos a fines de junio en un taller financiado por la National Science Foundation sobre nanomateriales en el medio ambiente. "También podemos anticipar que su ocurrencia en el medio ambiente también aumentará, y debemos ser proactivos y aprender más sobre si estos materiales serán un problema cuando ingresen al medio ambiente ".

"Podemos concluir de nuestra investigación que existe la posibilidad de que se produzcan algunos impactos negativos, ya que los puntos cuánticos se biodegradan. Pero también existe la posibilidad de modificar la química, la superficie de los nanomateriales, para prevenir la degradación en el futuro, " ella dijo.

La investigación de Aga sobre el más allá de los puntos cuánticos está financiada por $ 400, 000 subvención de la Agencia de Protección Ambiental para investigar el transporte ambiental, biodegradación y bioacumulación de puntos cuánticos y nanopartículas de óxido.

Sus colaboradores en el nuevo estudio en Ciencia y Tecnología Ambientales incluyen a la estudiante de doctorado Divina Navarro, El profesor adjunto Sarbajit Banerjee y el profesor adjunto David Watson, todos del Departamento de Química de la UB.

Trabajando en el laboratorio, el equipo probó dos tipos de puntos cuánticos:puntos cuánticos de seleniuro de cadmio, y puntos cuánticos de seleniuro de cadmio con un protector, cáscara de sulfuro de zinc. Aunque se sabe en la literatura científica que los puntos cuánticos sin cáscara son más estables, El equipo de Aga descubrió que ambas variedades de puntos cuánticos filtraban elementos tóxicos dentro de los 15 días posteriores a la entrada al suelo.

En un experimento relacionado diseñado para predecir la probabilidad de que los puntos cuánticos descartados se filtren en el agua subterránea, los científicos colocaron una muestra de cada tipo de punto cuántico en la parte superior de una estrecha columna de suelo. Luego, los investigadores agregaron una solución de cloruro de calcio para imitar la lluvia.

Lo que observaron:casi todo el cadmio y el selenio detectados en cada una de las dos columnas, más del 90 por ciento de los que se encuentran en la columna que contiene puntos cuánticos sin cáscara, y más del 70 por ciento de eso en la columna que contiene puntos cuánticos sin cáscara - permaneció en los 1,5 centímetros superiores del suelo.

Pero cómo se movían los nanomateriales dependía de qué más había en el suelo. Cuando el equipo agregó ácido etilendiaminotetraacético (EDTA) a las columnas de prueba en lugar de cloruro de calcio, los puntos cuánticos viajaron a través del suelo más rápidamente. EDTA es un agente quelante, similar al ácido cítrico que se encuentra a menudo en los jabones y detergentes para ropa.

Los datos sugieren que, en circunstancias normales, es poco probable que los puntos cuánticos que descansan en la capa superior del suelo se abran camino hacia las capas freáticas subterráneas, a menos que se introduzcan a propósito agentes quelantes como el EDTA, o ácidos orgánicos de origen natural (como exudados de plantas) están presentes.

Aga dijo que incluso si los puntos cuánticos permanecen en la capa superior del suelo, sin contaminar los acuíferos subterráneos, La degradación de las partículas todavía representa un riesgo para el medio ambiente.

En un estudio separado enviado para su publicación en una revista diferente, ella y sus colegas probaron la reacción de las plantas de Arabidopsis a puntos cuánticos con cáscaras de sulfuro de zinc. El equipo descubrió que, si bien las plantas no absorbían los nanocristales en sus sistemas de raíces, las plantas aún mostraban una reacción fitotóxica típica al entrar en contacto con la materia extraña; en otras palabras, las plantas trataron los puntos cuánticos como un veneno.