نانوتکنولوژی، چالش ها و نگرانی های پیش رو

تاثیرات نانوفناوری

نانوذرات تریبات شیمیایی ویژه ای هستند که نسبت سطح به حجم آن ها بسیار زیادتر از ترکیبات بالکی معمول هستند. بنابراین نانوذرات با داشتن ظرفیت های خالی بسیار می توانند خواص فیزیکی و شیمیایی شگفت اوری از خود نشان دهند. نانوذرات در جنبه های مختلفی از زندگی امروز بشر، به صورت مستقیم و غیر مستقیم، کیفیت را بالا برده اند. این علم بی انتها هرروز نیز در حال گسترده تر شدن و ابداع روش های نوین توسط دانشمندان حوزه های مختاف از جمله، پزشکی، داروسازی، نفت، شمی و کاتالیست ها و … است.

نانوتکنولوژی کاربردهای زیادی دارد. اما از سوی دیگر باید مطمئن شویم که نانوذرات ساخته شده، چه پیامدهای احتمالی بر محیط زیست و سلامت بشر به دنبال دارند. هدف از تدوین این پست نیز بررسی چالش ها و نگرانی های مربوط به همه انواع نانوذرات در آینده است که از هم اکنون که نانوتکنولوژی در مراحل اولیه خود است، به راه حل های کارآمد نیز برای حل مشکلات احتمالی نیز رسید.

تاثیرات نانوتکنولوژی بر انسان و محیط زیست

نانوذراتی که با اهداف مختلف سنتز می شوند، برخلاف نانوذراتی که به صورت طبیعی در محیط زیست یافت می شوند، دارای طیف وسیعی از اشکال و مواد هستند. بنابراین بسیار مهم است که درباره رفتار و اثرات انواع نانوذرات بر اکوسیستم و انواع گیاهان، جانوران و انسان ها  بررسی و مطالعه کافی انجام شود.

نانوذرات در سیستم های زنده

همان طور که گفته شد، نانومواد به دلیل سطح بسیار وسیع و واکنش پذیری بالایی که دارند، وقتی جذب مایعات و بافت های بدن انسان می شوند، تمایل دارند با مولکول های بزرگ تر سریع پیوند برقرار کنند و به آن ها بچسبند. در واقع دانشمندان از این روش استفاده کردن تا مواد شیمیایی و داروهای مورد نیاز بد انسان را با حداقل تاثیرات جانبی به بافت یا اندام هدف برسانند.

دارورسانی هدفمند یا Drug Delivery یکی از مهم ترین دستاوردهای بشر در زمینه درمان بسیاری از بیماری های سخت مانند انواع سرطان ها است. البته این علم هنوز بسیار نوپا است و در پروتکل های درمانی رایج استفاده نمی شود. این درحالی است که بهترین نتایج در نمونه های آزمایشگاهی به دست آمده است. هنوز راه زیادی تا بررسی نحوه اثر و تاثیرات این روش ها بر بیماری ها وجود دارند.

یکی دیگر از کاربردهای نانوفناوری در سیستم های زنده بررسی تاثیر داروها و سموم کشاورزی بر حیوانات، آبزیان، گیاهان، خاک و آب است. در در پژوهشی که اخیرا در نشریه انجمن شیمی آمریکا منتشر شده است، گروهی از دانشمندان ایرانیف با استفاده از پیچ های پوشیده شده از نانوالیاف پلیمری ویژه، بستر جاذبی را ابداع کرده اند که به راحتی می تواند، فلزات ناشی از نانوذرات موجود در گیاهان را به صورت انتخابی جذب کند. سپس این مقادیر باه کمک دستگاه های کروماتوگرافی قابل اندازه گیری خواهند بود.

در انسان جذب نانوذرات از طریق پوست، روده و ورود آن به سیستم لنفاوی، دستگاه تنفسی وجود دارد. جریان خون احتمالا می تواند منجر به ورود نانوذرات به قلب، کبد، کلیه ها طحال و مغز استخوان شود. همچنین برخی از نانومواد قابلیت عبور از سد خونی مغزی را نیز دارند. فرضیه ای نیز مطرح شده است که نانوذرات از طریق جفت می توانند به جنین منتقل شوند. با این حال تاکیر می شود که هنوز مطالعات دقیق در رابطه با مکانیسم های وجود و تاثیرات آن ها انجام نشده است. اما با قرار دادن نانو ذرات بر بستر های آلی درشت ملکول احتمالا این انتقالا کاهش می یابد یا صفر می شود.

بررسی جنبه های اکولوژیکی نانوفناوری

امروزه مطالعه بر روی تاثیرات نانومواد بر اکوسیستم ها با سرعت بیشتری در حال پیگیری است. در واقع تا کنون پژوهش های گسترده ای در این زمینه انجام نشده است. اما بدون شک نانوذرات باعث آسیب به محیط اطراف می شوند.

استفاده از ذرات نانو در مواد مصرفی روزانه زندگی بشر مانند مواد شونده، بردهای الکترونیک و … روز به روز در حال افزایش است. پس از استفاده بقایای این مواد بدون هیچ کنترلی در طبیعت رها می شوند. بنابراین انتظار می رود این ذرات رها شده با روش هایی از سطرح غیر زنده به بافت های زنده مانند آبزیان و گیاهان جذب شوند.

به عنوان مثال، در یکی از مطالعات عنوان شده است که نانو لوله های کربنی که خواص شگفت انگیزی دارند، از مکانیسم های مختلفی در برخی از آبزیان جذب می شود. پیامدی که وجود دارند این است که وجود نانو لوله های کربنی در جنین برخی از ماهی ها منجر به تاخیر در خرج از تخم می شوند یا تومور مغزی می شوند.

علاوه بر این برخی از نانوذرات به خصوص نانوذرات مس (I)  با خواص آنتی باکتریالی که دارند، در کابردهای متعددی بسیار مفید هستند. اما اگر این نانوذرات در محیط زیست مانند آب های فاضلاب وارد شوند، جمعیت باکتری ها تغییر می کند که نتیجه آن اثرات نامطلوب در فرایندهای تصفیه آب و فاضلاب است.

چگونگی شناسایی اثرات نانومواد

همانطور که عده زیادی از دانشمندان علوم مختلف در زمینه ستنز انواع نانومواد در حال پژوهش هستند، گروه های دیگری به ابداع روش ها نوآورانه ای برای اندازه گیری کمی و کیفی اثرات نانوذرات می پردازند. ایران نیز در این زمینه بسیار پیشرو است. پژوهشگران علم شیمی تجزیه هر روزه در تلاش اند که مقدار فلزات و اثرات نانومواد را روی نمونه های بافت های بدن انسان و حیوانات، نمونه های محیط زیستی مانند آب و خاک و هوا و محصولات غذایی و کشاورزی اندازه گیری کنند.

تجهیزات آزمایشگاهی بسیار دقیق مانند HPLC، GC، جذب اتمی، اسپکتروفتومتر، میکروسکوپ الکترونی و … می توانند در مشاده ساختار و اندازه گیری باقی مانده های مواد شیمیایی نانو در به پژوهشگران کمک کنند. در ایران شرکت رویان ایران، نسبت به این موضوع و نگرانی ها کاملا دغدغه مند است و در راستای همکاری با پژوهشگران ایرانی انواع تجهیزات آزمایشگاهی مورد نیاز را با بهترین کیفیت در اختیار، دانشگاه ها، مراکز تحقیقاتی و کارخانه ها قرار می دهد.