نتایج پژوهشی كه به تازگی در مجله نیچر نانو تكنولوژی منتشر شده است نشان می دهند كه بعضی از نانولوله های كربنی، درصورت استنشاق به مقدرا زیاد، ممكن است به خطرناكی آزبست باشند. در این مطالعه روش های دقیقی به كار گرفته شده است تا مشخص شود آیا گونه های ویژه ای از نانولوله ها پتانسیل ایجاد مزوتلیوما را دارند یا خیر؛ مزوتلیوما سرطان پرده جنب ریه است كه 40- 30 سال پس از قرارگرفتن فرد در معرض عوامل ایجادكننده آن بروز می كند. نتایج نشان می دهند كه نانولوله های كربنی نازك و بلند چند دیواره كه شبیه الیاف آزبست هستند رفتاری مشابه این الیاف دارند. از زمان این كشف، پرسش هایی مطرح شده است مبنی بر اینكه آیا این نانومواد ممكن است مضر باشند و بازار در حال توسعه انواع نانولوله های كربنی ازجمله نانولوله های كربنی تك دیواره و چند دیواره را خراب كنند؟ پیش بینی شركت های پیشرو این است كه طی چهار تا هفت سال آینده فروش سالانه انواع نانولوله ها ممكن است به 2 میلیارد دلار برسد.
اندرو مینارد مشاور علمی ارشد این پروژه و یكی از نویسندگان مقاله فوق می گوید: "این مطالعه یك پژوهش راهبردی به شدت متمركز بود كه برای اطمینان از توسعه ایمن و مسئولانه فناوری نانو لازم است." این مطالعه نگاهی دارد به ماده ای ویژه در مقیاس نانو كه انتظار میرود كاربردهای تجاری وسیعی داشته باشد. همچنین سوالات ویژه ای در مورد تهدیدی ویژه برای سلامتی افراد مطرح می كند. با وجود این كه دانشمندان برای یك دهه به ایمنی نانولوله های كربنی نازك و بلند توجه زیادی داشته اند، هیچ یك از نیازهای تحقیقاتی ایالات متحده در حوزه های فناوری نانو، ایمنی و بهداشت درحال حاضر به این سوالات نمی پردازند. قرارگیری در معرض آزبست بدترین حادثه برای سلامت شغلی در تاریخ امریكا توصیف شده است و پیش بینی میشود هزینه های درمان بیماری مرتبط با آزبست از مرز 200 میلیارد دلار گذشته باشد.
آنتونی سیتون پزشك عمومی، یكی از نویسندگان این مقاله و استاد بازنشسته دانشگاه ابردین انگلستان می گوید: "سرطان مرتبط با آزبست برای اولین بار در دهه های 1950 و 1960 موردتوجه قرار گرفت و احتمالاً برای چندین دهه دیگر ادامه پیدا خواهد كرد؛ با وجود اینكه مصرف این ماده از 25 سال قبل به سرعت كاهش پیدا كرده است. اگرچه امكان به كارگیری نانولوله ها به صورتی ایمن نیز وجود دارد، این امر مستلزم اندیشیدن تمهیداتی است تا از استنشاق این نانولوله ها در محل های تولید، استفاده و دفع آنها جلوگیری شود. این تمهیدات باید بر مبنای پژوهش های انجام شده درخصوص قرارگیری در معرض این مواد و اجتناب از خطر باشد و به تدوین مقرراتی برای استفاده از آنها منجر شود. بهدنبال این مطالعه و نتایجی كه پیش از این در سال 2004 به وسیله انجمن سلطنتی انگلستان پیش بینی شده بود دیگر نمیتوانیم تعللی در زمینه سرمایه گذاری در این پژوهش داشته باشیم."
پژوهشگران دانشگاه ادینبورگ انگلستان به سرپرستی پروفسور كنت دونالدسون پتانسیل نانولوله های كربنی بلند و كوتاه، الیاف آزبست بلند و كوتاه و كربن سیاه را برای ایجاد پاسخ های پاتولوژیكی ایجادكننده مزوتلیوما آزمایش كردند. در این آزمایش ها مواد به درون حفره شكمی موش (پیش بینی كننده پاسخ الیاف بلند در پوشش داخلی ریه با حساسیت زیاد) تزریق شد.
دونالدسون می گوید: "نتیجه كاملاً مشخص بود. نانولوله های كربنی نازك و بلند همان اثرات الیاف بلند و نازك آزبست را ایجاد كردند." الیاف آزبست خطرناكند چون به قدری نازكند كه میتوانند به عمق ریه نفوذ كنند و به قدری بلندند كه مكانیزم پاكسازی داخلی ریه ها برای دفع ذرات را از كار بیندازند.
دونالدسون تاكید می كند كه هنوز قطعاتی از این پازل باقی مانده است. او می گوید: "هنوز نمی دانیم كه آیا نانولوله های كربنی قابلیت انتقال به وسیله هوا و ورود به ریه ها از راه تنفس را دارند یا خیر؟ یا اینكه اگر به ریه ها برسند، میتوانند راه خود را به پوشش بیرونی حساس ریه برسانند؟" در هر حال اگر مقدار كافی از این نانولوله ها بتوانند خود را به آنجا برسانند احتمال این وجود دارد كه موجب ایجاد سرطان، شاید چند دهه بعد از استنشاق این مواد توسط فرد شوند.
این پژوهش یك نتیجه دیگر هم داشت. به عقیده دونالدسون "نانولوله های كربنی كوتاه یا مجعذ مثل آزبست رفتار نكردند و با آگاهی از خطرات احتمالی نانولوله های كربنی نازك و بلند، ما میتوانیم برای كنترل آنها اقدام كنیم. این یافته، خبر خوبی است و نشان می دهد كه نانولوله های كربنی و محصولات آنها میتوانند به صورتی ایمن ساخته شوند." با این وجود دونالدسون اضافه می كند كه "این مطالعه فقط رفتار مواد شبه الیاف را مورد آزمایش قرار داده است و به این ترتیب نانولوله های كربنی به طور كلی از آسیب رساندن به ریه ها (از روش های دیگر) مبرا نیستند." او اشاره می كند: "هنوز تحقیقات بیشتری موردنیاز است تا بتوانیم درك كنیم كه چگونه از این الیاف در نهایت ایمنی استفاده كنیم."
نانولوله های كربنی، صفحات گرافیتی استوانه ای شكلی با ضخامتی در مقیاس اتمی هستند كه ممكن است از یك لایه گرافیت تشكیل شده باشند یا اینكه شامل چند لایه هم مركز گرافیتی باشند (نانولوله های كربنی چندلایه). در حالی كه قطر نانولوله ها ممكن از چند نانومتر تا چند ده نانومتر تغییر كند، طول آنها صدها و حتی هزاران نانومتر است. نانولوله های كربنی میتوانند در حالت های زیادی با شكل های گوناگون، چینش های اتمی متفاوت و تنوع مقدار و نوع مواد شیمیایی اضافه شده به آنها وجود داشته باشند. تمام این عوامل میتوانند بر ویژگیهای نانولوله های كربنی و حتی تأثیر آنها بر سلامت انسان و محیط زیست مرثر باشند.
مینارد می گوید: "این پژوهش، بیدارباشی برای فناوری نانو به طور عمومی و نانولوله های كربنی به طور ویژه است. ما نمیتوانیم از این ماده باورنكردنی چشم پوشی كنیم، ولی از طرف دیگر نیز نمیتوانیم آن را به غلط به كار گیریم؛ همان گونه كه با آزبست رفتار كردیم."
منبع: نشریه كامپوزیت
اندرو مینارد مشاور علمی ارشد این پروژه و یكی از نویسندگان مقاله فوق می گوید: "این مطالعه یك پژوهش راهبردی به شدت متمركز بود كه برای اطمینان از توسعه ایمن و مسئولانه فناوری نانو لازم است." این مطالعه نگاهی دارد به ماده ای ویژه در مقیاس نانو كه انتظار میرود كاربردهای تجاری وسیعی داشته باشد. همچنین سوالات ویژه ای در مورد تهدیدی ویژه برای سلامتی افراد مطرح می كند. با وجود این كه دانشمندان برای یك دهه به ایمنی نانولوله های كربنی نازك و بلند توجه زیادی داشته اند، هیچ یك از نیازهای تحقیقاتی ایالات متحده در حوزه های فناوری نانو، ایمنی و بهداشت درحال حاضر به این سوالات نمی پردازند. قرارگیری در معرض آزبست بدترین حادثه برای سلامت شغلی در تاریخ امریكا توصیف شده است و پیش بینی میشود هزینه های درمان بیماری مرتبط با آزبست از مرز 200 میلیارد دلار گذشته باشد.
آنتونی سیتون پزشك عمومی، یكی از نویسندگان این مقاله و استاد بازنشسته دانشگاه ابردین انگلستان می گوید: "سرطان مرتبط با آزبست برای اولین بار در دهه های 1950 و 1960 موردتوجه قرار گرفت و احتمالاً برای چندین دهه دیگر ادامه پیدا خواهد كرد؛ با وجود اینكه مصرف این ماده از 25 سال قبل به سرعت كاهش پیدا كرده است. اگرچه امكان به كارگیری نانولوله ها به صورتی ایمن نیز وجود دارد، این امر مستلزم اندیشیدن تمهیداتی است تا از استنشاق این نانولوله ها در محل های تولید، استفاده و دفع آنها جلوگیری شود. این تمهیدات باید بر مبنای پژوهش های انجام شده درخصوص قرارگیری در معرض این مواد و اجتناب از خطر باشد و به تدوین مقرراتی برای استفاده از آنها منجر شود. بهدنبال این مطالعه و نتایجی كه پیش از این در سال 2004 به وسیله انجمن سلطنتی انگلستان پیش بینی شده بود دیگر نمیتوانیم تعللی در زمینه سرمایه گذاری در این پژوهش داشته باشیم."
پژوهشگران دانشگاه ادینبورگ انگلستان به سرپرستی پروفسور كنت دونالدسون پتانسیل نانولوله های كربنی بلند و كوتاه، الیاف آزبست بلند و كوتاه و كربن سیاه را برای ایجاد پاسخ های پاتولوژیكی ایجادكننده مزوتلیوما آزمایش كردند. در این آزمایش ها مواد به درون حفره شكمی موش (پیش بینی كننده پاسخ الیاف بلند در پوشش داخلی ریه با حساسیت زیاد) تزریق شد.
دونالدسون می گوید: "نتیجه كاملاً مشخص بود. نانولوله های كربنی نازك و بلند همان اثرات الیاف بلند و نازك آزبست را ایجاد كردند." الیاف آزبست خطرناكند چون به قدری نازكند كه میتوانند به عمق ریه نفوذ كنند و به قدری بلندند كه مكانیزم پاكسازی داخلی ریه ها برای دفع ذرات را از كار بیندازند.
دونالدسون تاكید می كند كه هنوز قطعاتی از این پازل باقی مانده است. او می گوید: "هنوز نمی دانیم كه آیا نانولوله های كربنی قابلیت انتقال به وسیله هوا و ورود به ریه ها از راه تنفس را دارند یا خیر؟ یا اینكه اگر به ریه ها برسند، میتوانند راه خود را به پوشش بیرونی حساس ریه برسانند؟" در هر حال اگر مقدار كافی از این نانولوله ها بتوانند خود را به آنجا برسانند احتمال این وجود دارد كه موجب ایجاد سرطان، شاید چند دهه بعد از استنشاق این مواد توسط فرد شوند.
این پژوهش یك نتیجه دیگر هم داشت. به عقیده دونالدسون "نانولوله های كربنی كوتاه یا مجعذ مثل آزبست رفتار نكردند و با آگاهی از خطرات احتمالی نانولوله های كربنی نازك و بلند، ما میتوانیم برای كنترل آنها اقدام كنیم. این یافته، خبر خوبی است و نشان می دهد كه نانولوله های كربنی و محصولات آنها میتوانند به صورتی ایمن ساخته شوند." با این وجود دونالدسون اضافه می كند كه "این مطالعه فقط رفتار مواد شبه الیاف را مورد آزمایش قرار داده است و به این ترتیب نانولوله های كربنی به طور كلی از آسیب رساندن به ریه ها (از روش های دیگر) مبرا نیستند." او اشاره می كند: "هنوز تحقیقات بیشتری موردنیاز است تا بتوانیم درك كنیم كه چگونه از این الیاف در نهایت ایمنی استفاده كنیم."
نانولوله های كربنی، صفحات گرافیتی استوانه ای شكلی با ضخامتی در مقیاس اتمی هستند كه ممكن است از یك لایه گرافیت تشكیل شده باشند یا اینكه شامل چند لایه هم مركز گرافیتی باشند (نانولوله های كربنی چندلایه). در حالی كه قطر نانولوله ها ممكن از چند نانومتر تا چند ده نانومتر تغییر كند، طول آنها صدها و حتی هزاران نانومتر است. نانولوله های كربنی میتوانند در حالت های زیادی با شكل های گوناگون، چینش های اتمی متفاوت و تنوع مقدار و نوع مواد شیمیایی اضافه شده به آنها وجود داشته باشند. تمام این عوامل میتوانند بر ویژگیهای نانولوله های كربنی و حتی تأثیر آنها بر سلامت انسان و محیط زیست مرثر باشند.
مینارد می گوید: "این پژوهش، بیدارباشی برای فناوری نانو به طور عمومی و نانولوله های كربنی به طور ویژه است. ما نمیتوانیم از این ماده باورنكردنی چشم پوشی كنیم، ولی از طرف دیگر نیز نمیتوانیم آن را به غلط به كار گیریم؛ همان گونه كه با آزبست رفتار كردیم."
منبع: نشریه كامپوزیت
