Les points quantiques fabriqués à partir de cadmium et de sélénium se dégradent dans le sol, libérant des ions toxiques de cadmium et de sélénium dans leur environnement, une étude de l'Université de Buffalo a trouvé.

La recherche, accepté pour publication dans la revue Sciences et technologies de l'environnement , démontre l'importance d'en savoir plus sur la façon dont les points quantiques - et d'autres nanomatériaux - interagissent avec l'environnement après leur élimination, dit Diana Aga, le professeur de chimie qui a dirigé l'étude.

Les points quantiques sont des nanocristaux semi-conducteurs d'un diamètre d'environ 2 à 100 nanomètres. Bien que les points quantiques ne soient pas encore couramment utilisés dans les produits de consommation, les scientifiques explorent les applications des particules dans des technologies allant des panneaux solaires à l'imagerie biomédicale.

"Les points quantiques ne sont pas encore largement utilisés, mais ils ont beaucoup de potentiel et on peut anticiper que l'utilisation de ce nanomatériau va augmenter, " dit Aga, qui a présenté les résultats fin juin lors d'un atelier financé par la National Science Foundation sur les nanomatériaux dans l'environnement. "On peut aussi anticiper que leur occurrence dans l'environnement va également augmenter, et nous devons être proactifs et en savoir plus sur la question de savoir si ces matériaux seront un problème lorsqu'ils entreront dans l'environnement. »

"Nous pouvons conclure de nos recherches qu'il existe un potentiel d'impacts négatifs, puisque les points quantiques se biodégradent. Mais il y a aussi une possibilité de modifier la chimie, la surface des nanomatériaux, pour éviter la dégradation à l'avenir, " elle a dit.

La recherche d'Aga sur l'au-delà des points quantiques est financée par 400 $, 000 Subvention de l'Environmental Protection Agency pour enquêter sur le transport environnemental, biodégradation et bioaccumulation des points quantiques et des nanoparticules d'oxyde.

Ses collaborateurs sur la nouvelle étude en sciences et technologies de l'environnement comprennent la doctorante Divina Navarro, Professeur adjoint Sarbajit Banerjee et professeur agrégé David Watson, tous du département de chimie de l'UB.

Travailler en laboratoire, l'équipe a testé deux types de points quantiques :les points quantiques de séléniure de cadmium, et des points quantiques de séléniure de cadmium avec une protection, coque en sulfure de zinc. Bien que les points quantiques décortiqués soient connus dans la littérature scientifique pour être plus stables, L'équipe d'Aga a découvert que les deux variétés de points quantiques laissaient échapper des éléments toxiques dans les 15 jours suivant leur entrée dans le sol.

Dans une expérience connexe conçue pour prédire la probabilité que les points quantiques rejetés s'infiltrent dans les eaux souterraines, les scientifiques ont placé un échantillon de chaque type de point quantique au sommet d'une étroite colonne de sol. Les chercheurs ont ensuite ajouté une solution de chlorure de calcium pour imiter la pluie.

Ce qu'ils ont observé :presque tout le cadmium et le sélénium détectés dans chacune des deux colonnes - plus de 90 % de celui de la colonne contenant des points quantiques non décortiqués, et plus de 70 pour cent de celui de la colonne contenant des points quantiques décortiqués - - est resté dans les 1,5 premiers centimètres du sol.

Mais la façon dont les nanomatériaux se déplaçaient dépendait de ce qu'il y avait d'autre dans le sol. Lorsque l'équipe a ajouté de l'acide éthylènediaminetétraacétique (EDTA) pour tester les colonnes au lieu du chlorure de calcium, les points quantiques ont traversé le sol plus rapidement. L'EDTA est un agent chélatant, similaire à l'acide citrique que l'on trouve souvent dans les savons et les détergents à lessive.

Les données suggèrent que dans des circonstances normales, il est peu probable que les points quantiques reposant dans le sol supérieur s'enfouissent dans les nappes phréatiques souterraines, à moins que des agents chélateurs tels que l'EDTA ne soient introduits volontairement, ou des acides organiques naturels (tels que des exsudats végétaux) sont présents.

Aga a dit que même si les points quantiques restent dans la couche arable, sans contaminer les aquifères souterrains, la dégradation des particules représente toujours un risque pour l'environnement.

Dans une étude distincte soumise pour publication dans une autre revue, elle et ses collègues ont testé la réaction des plantes d'Arabidopsis aux points quantiques avec des coquilles de sulfure de zinc. L'équipe a découvert que même si les plantes n'absorbaient pas les nanocristaux dans leurs systèmes racinaires, les plantes présentaient encore une réaction phytotoxique typique au contact de la matière étrangère; en d'autres termes, les plantes ont traité les points quantiques comme un poison.