هذه طريقة طبيعية غير سامة لتفكيك أنابيب الكربون النانوية، وهو اكتشاف يمكن أن يساعد في تقليل المخاوف الصحية والبيئية الناجمة عن استخدام المواد المهمة.
طور باحثون من جامعة بيتسبرغ أول طريقة طبيعية غير سامة في العالم لتكسير أنابيب الكربون النانوية، وهو اكتشاف يمكن أن يساعد في تقليل المخاوف الصحية والبيئية الناجمة عن استخدام هذه المواد المهمة في مجالات متنوعة، من الإلكترونيات إلى البلاستيك.
اكتشف فريق من الباحثين من جامعة بيتسبرغ أن أنابيب الكربون النانوية تتحلل عند تعرضها للإنزيم الطبيعي HRP (بيروكسيداز الفجل)، كما هو موضح في مقال نشر مؤخرا في المجلة العلمية "Nano Letters" وكتبه أستاذان من الجامعة .
تفتح هذه النتائج آفاقًا جديدة للتطوير المستقبلي لطرق آمنة وطبيعية تستخدم هذا الإنزيم أو غيره لتنقية التلوث بأنابيب الكربون النانوية في البيئة أو في الصناعة أو في مجمعات المختبرات.
الأنابيب النانوية الكربونية عبارة عن أسطوانات أحادية الذرة من الجرافيت، أصغر بمئة ألف مرة من شعرة الإنسان ولكنها أقوى من الفولاذ، وهي موصلات ممتازة للكهرباء والحرارة. أنها تعزز البلاستيك والسيراميك والخرسانة. الموصلات الكهربائية في الإلكترونيات وأجهزة تحويل الطاقة؛ ويشير الباحث الرئيسي إلى أنها أجهزة استشعار كيميائية حساسة للغاية. وقام الباحث بنفسه بتطوير جهاز للكشف المبكر عن النوبات القصيرة (الربو) حيث تكون أنابيب الكربون النانوية قادرة على اكتشاف كميات ضئيلة من أكسيد النيتريك، وهي المادة التي تظهر قبل معظم هذه النوبات.
ويشير الباحث إلى أن "تنوع تطبيقات أنابيب الكربون النانوية أدى إلى زيادة إنتاجها، لكن درجة سميتها لا تزال مثيرة للجدل". "لا يمكن تجنب الانسكابات العرضية للأنابيب النانوية أثناء تحضيرها، وقد يؤدي الاستخدام الواسع النطاق للمواد المعتمدة على الأنابيب النانوية الكربونية إلى زيادة التلوث البيئي. لقد تمكنا من إظهار طريقة غير سامة لتفريغ أنابيب الكربون النانوية بنجاح في ظل ظروف مشابهة للظروف المحيطة."
ويوضح الباحث أن أبحاث المجموعة ركزت على الشكل الخام للأنابيب النانوية كمسحوق ناعم يشبه الجرافيت. وبهذا الشكل، تسببت الأنابيب النانوية في حدوث التهابات حادة في الجهاز التنفسي، وخاصة في الرئتين، في التجارب المعملية. ويوضح الباحث أن الأنابيب النانوية، رغم صغر حجمها، تحتوي على آلاف الذرات على سطح غلافها الخارجي، والتي قد تتفاعل مع جسم الإنسان وأعضائه المختلفة بطرق غير معروفة.
"لا تزال المواد النانوية غير مفهومة بشكل كامل. تستخدم الصناعات المختلفة الأنابيب النانوية نظرًا لتفردها - فهي قوية ومتينة ويمكن استخدامها كأشباه موصلات. ومع ذلك، هل تعرضنا هذه الخصائص أيضًا لمخاطر صحية؟ يوضح الباحث أن المجال الناشئ لعلم السموم النانوية يركز على هذا السؤال بالضبط. "أظهرت الدراسات السابقة أنها يمكن أن تكون خطيرة. أردنا تطوير طريقة آمنة لتحييد هذه المواد الصغيرة في حالة تسببها في حدوث عدوى في الطبيعة أو في بيئة العمل."
ولتفكيك الأنابيب النانوية، قام فريق البحث بتعريضها لمحلول إنزيم HRP وتركيز منخفض من بيروكسيد الهيدروجين عند أربع درجات مئوية لمدة 12 أسبوعًا. وبعد تطويرها بالكامل، يمكن استخدام هذه الطريقة بنفس السهولة التي تستخدم بها الطرق الحالية لتنظيف المواد الكيميائية في المختبرات اليوم، كما يوضح الباحثان الرئيسيان.
