Nanomateriály se staly nedílnou součástí našeho světa. Nanočástice najdeme například v nátěrových hmotách nebo v kosmetice. Z nanovláken se vyrábějí tkaniny, jež nacházejí uplatnění například při výrobě „nanoroušek“ hojně používaných během covidové pandemie.
Nový výzkum týmu vedeného Davidem Durkinem z United States Naval Academy v marylandském Annapolisu nyní prozkoumal stabilitu jednoho z hojně užívaných nanomateriálů a zjistil, že je za určitých podmínek poměrně labilní, rychle degraduje a jeho fragmenty se uvolňují do okolí. Výsledky studie přinesl vědecký časopis Environmental Science & Technology.
Vědci z Durkinova týmu zkoumali grafitický nitrid uhlíku. Do tohoto polymerního materiálu vkládají nanotechnologie velké naděje pro jeho mimořádné vlastnostmi, jako je tepelná, chemická a fotochemická stabilita nebo schopnost pohlcovat viditelné světlo.
S grafitickým nitridem uhlíku se počítá například při úpravě vody, čištění vzduchu, vytváření antimikrobiálních povrchů, skladování energie, v biomedicíně nebo v elektrotechnice. Optimismus vědců i technologů vyvěral i z přesvědčení, že grafitický nitrid uhlíku je vysoce stabilní a rozkládá se jen pod silným účinkem hydroxylových radikálů. To se však ukázalo jako iluze.
Rozklad je silně závislý na světle
Vědci připravili extrémně tenkou vrstvu grafitického nitridu uhlíku a působili na ni hydroxylovými radikály. Rozklad nanomateriálu se ukázal jako silně závislý na světle. Po ozáření ve viditelném spektru světla se rozklad hydroxylovými radikály silně urychlil.
Ve velkém se z něj uvolňovaly dusičnanové ionty a jednoduché organické molekuly. Z polymeru se můžou uvolňovat i složitější molekuly, jako jsou heptaziny. O vysoké stabilitě grafitického nitridu uhlíku nemohlo být za těchto podmínek řeči.
„Každý den přibývají nové a nové nanomateriály, s nimiž se počítá pro praktické využití,“ konstatuje člen výzkumného týmu Danmeng Shuai z George Washington University ve Washingtonu.
„Ale co víme o tom, jak se tyto materiály chovají za běžných podmínek? Naše studie jasně dokazuje, že než tyto materiály pustíme do oběhu, musíme se o nich dozvědět mnohem víc. Především pak o jejich potenciální toxicitě.“
Studie byla oceněna prestižní cenou C. Ellen Gonter Environmental Chemistry Award udělovanou sekcí pro environmentální chemii při American Chemical Society.
Titulní ilustrační foto: Brookhaven National Laboratory, CC BY-NC-ND 2.0
