Au cours des deux dernières décennies, la nanotechnologie a amélioré de nombreux produits que nous utilisons quotidiennement, de la microélectronique aux écrans solaires. Les nanoparticules (des particules de quelques centaines d'atomes) se retrouvent dans l'environnement par tonne, mais les scientifiques ne sont toujours pas clairs sur les effets à long terme de ces nanoparticules super petites.

Dans une étude inédite, des chercheurs ont montré que les nanoparticules peuvent avoir un impact plus important sur l'environnement qu'on ne le pensait auparavant. La recherche est publiée dans Sciences chimiques , une revue à comité de lecture de la Royal Society of Chemistry.

Des chercheurs du National Science Foundation Center for Sustainable Nanotechnology, dirigé par des scientifiques de l'Université du Minnesota, trouvé qu'un commun, bactéries non pathogènes présentes dans l'environnement, appelé Shewanella oneidensis MR-1, développé une résistance rapide lorsqu'il est exposé à plusieurs reprises à des nanoparticules utilisées dans la fabrication de batteries lithium-ion, les batteries rechargeables utilisées dans l'électronique portable et les véhicules électriques. La résistance, c'est quand les bactéries peuvent survivre à des quantités de plus en plus élevées de matériaux, ce qui signifie que la biochimie et la biologie fondamentales des bactéries sont en train de changer.

« À de nombreuses reprises au cours de l'histoire, les matériaux et les produits chimiques comme l'amiante ou le DDT n'ont pas été testés à fond et ont causé de gros problèmes dans notre environnement, " a déclaré Erin Carlson, professeur agrégé de chimie à l'Université du Minnesota au Collège des sciences et de l'ingénierie de l'Université et auteur principal de l'étude. "Nous ne savons pas que ces résultats sont si désastreux, mais cette étude est un signe avant-coureur que nous devons être prudents avec tous ces nouveaux matériaux, et qu'ils pourraient changer radicalement ce qui se passe dans notre environnement."

Carlson a déclaré que les résultats de cette étude sont inhabituels car généralement, lorsque nous parlons de résistance bactérienne, c'est parce que nous avons traité les bactéries avec des antibiotiques. Les bactéries deviennent résistantes parce que nous essayons de les tuer, elle a dit. Dans ce cas, les nanoparticules utilisées dans les batteries lithium-ion n'ont jamais été conçues pour tuer les bactéries.

Il s'agit du premier signalement de nanoparticules non antibactériennes provoquant une résistance chez les bactéries.

Autrefois, de nombreuses études sur le terrain ont exposé les bactéries à une forte dose de nanoparticules et observé si les bactéries mouraient. Cette étude était différente car elle a examiné ce qui se passe sur une période de temps plus longue pour tester comment les bactéries pourraient s'adapter sur plusieurs générations lorsqu'elles sont continuellement exposées aux nanoparticules. Les bactéries étaient clairement capables de prendre des doses de plus en plus élevées de ces matériaux au fil du temps sans mourir.

"Même si une nanoparticule peut ne pas être toxique pour un microbe, ça peut quand même être dangereux, " a déclaré Stéphanie Mitchell, un étudiant diplômé en chimie de l'Université du Minnesota et un étudiant diplômé principal de cette étude.

Carlson prévient que les résultats de cette étude vont bien au-delà des simples bactéries.

"Cette recherche est très importante pour les humains car les bactéries sont répandues dans nos lacs et nos sols où il existe un équilibre délicat des organismes. D'autres organismes se nourrissent de ces microbes et il pourrait y avoir un effet majeur dans la chaîne alimentaire ou ces bactéries résistantes pourraient avoir d'autres effets que nous ne pouvons même pas prévoir pour le moment."

Carlson a déclaré que les chercheurs poursuivront les études de suivi pour déterminer les effets d'autres nanomatériaux fabriqués par l'homme sur d'autres organismes dans l'environnement et les effets à long terme.

« La recherche qui fait à la fois progresser la technologie et préserver notre environnement est une priorité pour la Division de chimie, " a déclaré Michelle Bushey, directeur de programme pour le Chemical Centers for Innovation Program à la National Science Foundation. « Ce travail révèle des impacts inexplorés et à long terme que certaines nanoparticules ont sur les organismes vivants qui nous entourent. Cette découverte à l'interface chimie-biologie est une première étape vers le développement de nouveaux matériaux et pratiques durables, ainsi que de jeter les bases d'éventuelles approches de remédiation. »