Het percentage elektronisch afval op onze stortplaatsen is de afgelopen tien jaar in een alarmerend tempo gestegen, aanleiding geven tot bezorgdheid over de toxiciteit van componenten die worden gebruikt in consumentenelektronica.

Onderzoekers van de Universiteit van Florida zoeken naar manieren om de gevaren voor het milieu die samenhangen met een materiaal dat in de toekomst waarschijnlijk een steeds belangrijkere rol gaat spelen bij de vervaardiging van deze goederen, tot een minimum te beperken. De resultaten van hun meest recente studies zijn gepubliceerd in het maartnummer van 2012 Nanotoxicologie .

Koolstofnanobuisjes worden al gebruikt in aanraakschermen en om kleinere, efficiëntere transistoren. En als het huidige onderzoek om ze te ontwikkelen voor gebruik in lithium-ionbatterijen succesvol is, koolstofnanobuisjes kunnen een belangrijke technologie worden voor het aandrijven van alles, van smartphones tot hybride voertuigen. Maar ondanks alle belofte die ontwikkelaars zien in deze opkomende technologie, er is ook enige bezorgdheid.

"Afhankelijk van hoe de nanobuisjes worden gebruikt, ze kunnen giftig zijn - ze vertonen eigenschappen die vergelijkbaar zijn met asbest in laboratoriummuizen, zei Jean-Claude Bonzongo, universitair hoofddocent milieutechniek aan het UF's College of Engineering. Hij is betrokken bij een onderzoekssamenwerking met Kirk Ziegler, een UF universitair hoofddocent chemische technologie, om de kans op schade van dit belangrijke materiaal te minimaliseren.

Vooral, het UF-team onderzoekt de toxiciteit in verband met waterige oplossingen van koolstofnanobuisjes die in bepaalde productieprocessen zouden worden gebruikt.

"Op nanoschaal elektroneninteracties tussen atomen zijn beperkt, en dat creëert enkele van de gewenste eigenschappen, zoals de hoge geleidbaarheid waarvan fabrikanten willen profiteren met koolstofnanobuisjes, " zei Ziegler. "Maar het is moeilijk om die eigenschappen te benutten omdat de nanobuisjes de neiging hebben om samen te klonteren."

Om die reden, koolstofnanobuizen moeten op de een of andere manier worden behandeld om ze gedispergeerd te houden en beschikbaar te houden voor elektroneninteracties waardoor ze goede geleiders zijn. Een manier om dit te doen is door ze te mengen met een waterige oplossing die werkt als een wasmiddel en de verwarde bundels scheidt.

"Sommige van de oppervlakteactieve stoffen, of oplossingen, zijn van zichzelf giftig, " zei Bonzongo. "En anderen worden giftig in de aanwezigheid van koolstofnanobuisjes."

Hij en Zeigler richten hun onderzoek op oplossingen die gevaarlijk worden wanneer ze worden gemengd met de koolstofnanobuisjes. Hun meest recente resultaten geven aan dat de toxiciteit kan worden verminderd door de verhouding van vloeistof tot deeltjes te regelen.

Een kosteneffectieve manier om nanobuisjes te ontbundelen blijft een van de laatste hindernissen die fabrikanten moeten nemen voordat ze de technologie kunnen toepassen in massaproductie-elektronica. Huidige processen die worden gebruikt voor laboratoriumprototypes, inclusief mechanische homogenisatie of centrifugaal zeven, te duur zou zijn voor het vervaardigen van consumentenelektronica. Om die reden, vloeibare suspensiemiddelen kunnen de weg vooruit zijn als we nanotechnologische producten voor de massa willen hebben.

"Het is een opkomende technologie, "Zei Bonzongo. "We willen een voorsprong nemen en ervoor zorgen dat de vooruitgang duurzaam is - in termen van het milieu en de menselijke gezondheid."