Les scientifiques du LPI RAS, Skoltech, et MIPT ont découvert des propriétés inhabituelles des nanoparticules de silicium. Ils ont montré qu'en conditions normales, les nanoparticules de silice sont enrichies en oxygène. De telles nanoparticules sont magnétiques et contiennent des espèces réactives de l'oxygène (en particulier, les ions peroxo- et ozonides et les radicaux oxo), ce qui peut expliquer la toxicité élevée et la cancérogénicité connues de la poussière de silice.

Les nanoparticules de silicium sont prometteuses pour de nombreuses applications dont la nanoélectronique, optoélectronique, cellules solaires, capteurs d'imagerie biomédicale et autres, et ont fait l'objet d'intenses recherches depuis plus de deux décennies. Les nanoparticules de silicium s'oxydent en présence d'oxygène, mais les détails de ce processus ne sont toujours pas clairs. Il est bien connu que la poussière de dioxyde de silicium a un effet négatif sur la santé humaine et provoque la silicose et le cancer du poumon, mais l'origine de cet effet est inconnue. Les scientifiques des groupes Oganov et Uspenskii ont utilisé l'algorithme USPEX (Universal Structure Predictor :Evolutionary Xtallography) pour démontrer que dans des conditions atmosphériques normales, les nanoparticules de silice n'existent pas avec la composition classique attendue SiO 2 postulé par la chimie classique, mais sous une forme enrichie en oxygène (par exemple, Si 7 O 19 ). Les atomes d'oxygène supplémentaires ont des propriétés magnétiques et forment des espèces réactives de l'oxygène (ROS). ROS, tels que les ions peroxyde, sont très réactifs avec les biomolécules et ont longtemps été suspectés comme une cause majeure de cancer.

"Nous avons été très surpris qu'à des conditions normales dans une atmosphère d'oxygène, nous avons trouvé la stabilité de nouvelles nanoparticules de silice réactives et magnétiques au lieu du SiO classique 2 nanoparticules, " dit Sergueï Lepeshkine, l'auteur principal de l'étude, qui fournit une explication probable de la cancérogénicité élevée connue de la poussière de silice.