(Phys.org)—Koolstofnanobuisjes lijken qua vorm op asbestvezels. Helaas, lang, pure nanobuisjes lijken ook asbestachtige pathogeniteit te hebben. In het journaal Angewandte Chemie , een Europees onderzoeksteam heeft nu gemeld dat chemische modificaties, bijvoorbeeld met tri(ethyleenglycol), kan dit probleem verlichten als de wijziging het oppervlak watervriendelijker maakt en de effectieve lengte van de buizen vermindert.

Door hun unieke fysieke, chemisch, en elektronische eigenschappen, koolstofnanobuisjes zijn een van de meest populaire nanomaterialen geworden. Ze worden gebruikt in de elektronica, voor het versterken van kunststoffen, en in de biogeneeskunde als nanotransporters om medicijnen in cellen te vervoeren. Voor veel van deze toepassingen vooral op het gebied van biologie, het is noodzakelijk om de buizen chemisch te veranderen door moleculen aan hun oppervlakken te bevestigen.

Echter, de industriële productie van koolstofnanobuisjes kan gezondheidsrisico's met zich meebrengen. Studies hebben aangetoond dat meerwandige nanobuisjes met een lengte van meer dan 20 µm zich gedragen als asbestvezels, veroorzaakt ontsteking gevolgd door granulomen - door ontsteking veroorzaakte knoopachtige weefselgroei. Dit gebeurt omdat de macrofagen van ons immuunsysteem de lange vezels niet kunnen opnemen en verwijderen. Er is nu aangetoond dat kortere nanobuisjes en die met bepaalde oppervlaktemodificaties de toxiciteit verminderen.

Een team onder leiding van Maurizio Prato, Alberto Bianco, en Kostas Kostarlos wilden bepalen welke rol de chemische modificaties hebben bij het oplossen van het toxische risico van de buizen. De wetenschappers van University College London (VK), het CNRS in Straatsburg (Frankrijk), en de Universiteit van Triëst (Italië) bevestigde koolwaterstofketens of tri(ethyleenglycol)ketens als zijgroepen op meerwandige koolstofnanobuizen en vergeleek hun effecten met die van ongewijzigde buizen. De resultaten laten zien dat de ongemodificeerde nanobuisjes en die met koolwaterstofketens leiden tot asbestachtige ontstekingen en granulomen bij muizen. Echter, de koolstof nanobuisjes met tri(ethyleenglycol) ketens niet.

Het verschil lijkt een kwestie van aggregatie/desaggregatie te zijn die de lengte van de bundels beïnvloedt:zoals blijkt uit afbeeldingen van transmissie-elektronen- en atoomkrachtmicroscopie, de effectieve lengte van de buizen wordt verminderd tijdens de reactie die de tri(ethyleenglycol) ketens introduceert. De onderzoekers zijn van mening dat de modificatie met de tri(ethyleenglycol)keten de buizen van elkaar afbreekt, zodat ze in het lichaam als kortere, veel meer hydrofiele individuele vezels, terwijl zowel de ongewijzigde buizen als die met apolaire koolwaterstoffen op hun oppervlak een interactie aangaan met weefsel als langere bundels van individuele nanobuisjes.

De onderzoekers concluderen dat alleen die aanpassingen die leiden tot het ontwarren van de bundels de toxicologische problemen kunnen verlichten.