روی دیگرسكه نانوفناوری

هر چند كه گفته می شود نانوفناوری قابلیت تولید و كاربرد فناوری های تمیزتر را دارا است اما در كاربرد نانومواد یا ریزمواد باید احتیاط لازم را به عمل آورد

هر چند كه گفته می شود نانوفناوری قابلیت تولید و كاربرد فناوری های تمیزتر را دارا است؛ اما در كاربرد نانومواد یا ریزمواد باید احتیاط لازم را به عمل آورد. مطالعات نشان می دهد افرادی كه در معرض انتشار نانومواد قرار دارند ممكن است به عارضه هایی دچار شوند و همچنین تخلیه نانوذرات به آب نیز سبب آلودگی های سمی زیست محیطی می شود. در این نوشتار جهت آشنایی بیشتر خوانندگان گرامی با سایر جنبه های علم و فناوری رو به رشد نانو یكی از كامل ترین و جدیدترین مطالعاتی كه در زمینه خطرات نانوذرات انجام شده و هم اكنون در مجله Journal of Cleaner Production زیر چاپ است؛ به صورت خلاصه ترجمه و ارائه شده است.

ویژگی بارز نانوفناوری استفاده آن از ذرات بسیار كوچكی است كه حداقل یكی از ابعاد آنها كمتر از ۱۰۰ نانومتر باشد. گفته شده است كه نانوفناوری می تواند مواد زائد و آلودگی ها را از محیط حذف كند حتی می تواند به طور فزاینده ای از مصرف و هدر رفتن منابع جلوگیری كند كه این خود می تواند سبب شود قیمت تمام شده بسیاری از محصولات و فرآیندها كاهش یابد. از سوی دیگر نانوفناوری این قابلیت را دارد كه با فراهم آوردن امكان انتخاب گری بالا در واكنش های شیمیایی، بهره وری در مصرف انرژی و كاهش تولید مواد زائد را موجب شود. با این وجود مطالعات نشان می دهد كه این فناوری نوظهور آنچنان كه گفته می شود بی خطر نیست.اصولاً ما با سه دسته نانومواد سروكار داریم. دسته اول كه مهم ترین و قدیمی ترین آنها كربن سیاه یا كربن بلاك است كه در ساختن لاستیك و نیز در صنایع چاپ به كار می رود. كاربردهای جدید این نانوماده در صنایع دیگری چون صنایع پوششی، نساجی، سرامیك، شیشه و... گزارش شده است. تنها افرادی كه در این صنایع كار می كنند می توانند در معرض این دسته از نانومواد قرار بگیرند. دسته دوم شامل نانوذراتی است كه در مواد دارویی و آرایشی بهداشتی به كار می روند كه بالنسبه عموم افراد ممكن است از آنها استفاده كنند. دسته سوم نانوذراتی هستند كه به صورت ناخواسته به عنوان محصول فرعی بعضی از فرآیندها- مانند سوختن سوخت های دیزلی، گداختن فلزات و حرارت دادن پلیمرها تولید می شوند، كه به این دسته نانوذرات غیرتولیدی نیز گفته می شود. امروزه بیشتر نانوذرات تولیدی از اكسیدهای فلزی، سیلیكون و كربن ساخته می شوند. بیشتر نانوذرات دارو رسان از چربی ها و ساختارهایی با پایه پلی اتیلن گلیكول ساخته شده اند.یكی از راه های ورود نانومواد به داخل بدن موجودات زنده استنشاق است. این امر یكی از موضوعاتی بوده است كه بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. مدارك معتبری وجود دارد كه ثابت می كند ذرات پایدار با اندازه كمتر از ۱۰۰ نانومتر پس از استنشاق می توانند مسمومیت اساسی ایجاد كنند. ذرات استنشاق شده تمایل زیادی به رسوب كردن در مجاری تنفسی و ریه ها دارند كه این تمایل در افراد مبتلا به آسم و سایر عارضه های تنفسی بیشتر است. التهاب ریه كه از استنشاق نانوذرات حاصل می شود در حیواناتی مانند موش مشاهده شده و اثر آن در حیوانات پیر بیشتر است.مطالعه اثر نانوذرات كربن و اكسید تیتانیم با اندازه های بین ۲۲۰- ۱۲ نانومتر روی موش ها نشان داده است كه قدرت دفاعی را در شش های آنها پایین می آورد. تماس مداوم و زیاد با نانوذرات ممكن است سبب تصلب بافت ها شود. كار در مكان هایی كه در آنجا از كربن سیاه استفاده می شود به مرور زمان سبب بروز بیماری های تنفسی از قبیل برونشیت و یا حتی سرطان ریه می شود. این بیماری ها در حیواناتی كه در تماس دائم با نانوذرات بوده اند مشاهده شده است. شواهد زیادی وجود دارد كه نشان می دهد سطح فعال و تعداد نانوذرات استنشاق شده در اثرات مخربی كه ایجاد می كنند نقش تعیین كننده دارند. طبیعت شیمیایی و بار الكتریكی نانوذرات نیز از دیگر عوامل تعیین كننده در میزان خطرناك بودن آنها در صورت استنشاق است.نانوذرات علاوه بر بیماری های تنفسی كه ایجاد می كنند، می توانند بروز بیماری هایی را در سیستم قلبی عروقی انسان ایجاد كنند. اثر مخرب این ذرات روی سیستم قلبی حیوانات با آزمایشاتی كه انجام شده به اثبات رسیده است. این بیماری های قلبی ممكن است از تغییر در عملكرد شش ها نشات گرفته باشد و یا به نفوذ نانوذرات به بافت ریه مرتبط باشد. در مورد احتمال دوم شواهد نشان داده اند كه نانوذرات جامد توانایی جابه جا شدن در مخاط و بافت های تنفسی انسان و سایر پستانداران را دارا هستند. حضور نانوذرات استنشاقی در سیستم گردش خون و در كبد مشاهده شده است. از سوی دیگر مطالعات نشان داده كه تماس دائم و كامل با نانوذرات سبب ورود این مواد به مغز حیوانات شده است. نفوذ نانوذرات كربنی به قسمت بویایی مغز موش از طریق عبور از مخاط بویایی و عصب بویایی به اثبات رسیده است.در بعضی از موارد ممكن است اثر یك ماده ویژه اثر منفی نانوذرات را تشدید كند. به عنوان مثال حضور ذرات بزرگ نیكل در كنار نانوذرات این ماده صدمات ریوی و التهاب آن را افزایش می دهد. این مطالعه نشان می دهد كه نه تنها سطح ویژه نانوذرات نیكل در اثرات مخرب آن نقش دارد بلكه یون های نیكل نیز اثر مهمی در ایجاد مسمومیت در سلول های موش دارند. سرطان ریه در انسان با در معرض نانوذرات نیكل قرار گرفتن ارتباط دارد. این اثر در حضور مواد محلولی كه حاوی نیكل هستند بیشتر خود را می نمایاند. از دیگر موادی كه اثر تشدید كننده آنها روی فعالیت مخرب نانوذرات اثبات شده است می توان آهن و دوده را نام برد.یكی دیگر از راه های نفوذ نانوذرات به داخل بدن حیوانات و انسان، نفوذ از راه پوست است. این مسئله در انسان اهمیت بیشتری دارد زیرا در مواد حاجب نور خورشید یا همان كرم های ضدآفتاب، از نانوذرات اكسید تیتانیم و اكسید روی استفاده می شود. هم اینك مهم ترین استفاده از نانوذرات در مواد آرایشی بهداشتی استفاده از همین ذرات بسیار ریزاكسیدهای فلزی است. مطالعات نشان داده است كه نانوذرات تشكیل دهنده این مواد هشت ساعت پس از مصرف می تواند از طریق غشای سلول وارد سلول شود. این مسئله در مورد خرگوش و موش به اثبات رسیده است. این نانوذرات با ورود به درون سلول و انجام واكنش های كاتالیزشده نوری می توانند سبب از بین رفتن اسیدهای نوكلئیك و سایر اجزای سلولی شوند. راه دیگر نفوذ پوستی نانوذرات به درون سلول های انسان از طریق نقل و انتقال و كار كردن با این مواد در آزمایشگاه ها و صنایع است. مطالعات در مورد نفوذ نانولوله های كربنی به بدن كسانی كه در آزمایشگاه های مربوطه كار می كنند موید این مسئله است. راه دیگر در معرض نانوذرات قرار گرفتن ورود آنها به زنجیره غذایی است كه منشاء آن آلودگی های زیست محیطی است.

اما یكی از آسان ترین و مهم ترین راه های ورود نانوذرات به درون بدن انسان استفاده از سیستم های دارورسان است.تعداد زیادی از مواد نانو به عنوان تركیبات دارورسان مورد مطالعه قرار گرفته اند هم اینك استفاده از این سیستم ها به عنوان یكی از كاربردهای مهم نانوفناوری مطرح است. یك اثر جانبی معمول بعد از استفاده از این مواد ایجاد حساسیت شدید است. از سوی دیگر هنگامی كه از نانوذرات تركیبات آلی فلزی یا پلیمری استفاده می شود خطر تجزیه تركیبات وجود دارد كه مواد حاصل از این تجزیه ممكن است اثرات زیان آوری را موجب شوند. به عنوان مثال تركیب پلیمری پلی آلكیل سیانو اكریلات كه در بعضی از داروها استفاده می شود در صورت داشتن شاخه آلكیلی كوچك به راحتی تجزیه شده و مواد سمی تولید می كند اما این پلیمر اگر حاوی شاخه های آلكیلی بزرگ باشد تجزیه شدن آن كمتر اتفاق می افتد.استفاده از نانوذرات به جای رنگ های فلورسنتی در تصویربرداری از سیستم های زنده از كاربردهای جدید نانومواد است. یكی از موادی كه مطالعات زیادی در مورد آن انجام شده نیمه هادی نقاط كوانتومی است كه از كادمیم و سلنیم ساخته شده است. این ماده به خاطر آزاد شدن یون كادمیم سمیت زیادی از خود نشان می دهد.در پایان با توجه به مطالب فوق می توان گفت كه خطر كلی نانوذرات به پایداری آنها در مواد زیستی مرتبط است. نانوذراتی كه به راحتی به مواد با سمیت كم تجزیه می شوند نسبت به نانوذرات مقاوم در مقابل تجزیه زیستی از زیان آ وری كمتری برخوردارند. شكل و طبیعت سطح نانوذرات در زیان آور بودن آن نقش مهمی دارد. با توجه به این مطالعات و مشخص شدن اثرات جانبی منفی نانوذرات دارورسان، باید در جهت رفع این مشكل تدابیری اندیشیده شود و همچنین كاربرد اكسید روی و اكسید تیتانیم در مواد ضدآفتاب باید مورد ارزیابی مجدد قرار گیرد.