Mensen waarderen de antimicrobiële activiteit van zilver al millennia. Hippocrates gebruikte het edelmetaal voor wondverbanden, terwijl de pioniers van de Amerikaanse grens munten in hun water stopten om te beschermen tegen bacteriën en algen.

Maar er is 21e-eeuwse technologie voor nodig om de hoeveelheid zilver die nodig is om ziekteverwekkende microben te bestrijden in het nanoschaalrijk te duwen - zoiets als een vel papier gedeeld door 100, 000. Terwijl onderzoekers deze grenzen verkennen, ze lopen een dunne lijn tussen de gewenste eigenschappen van zilver en de mogelijke toxiciteit voor het milieu.

Een perfect voorbeeld hiervan is een recente vraag die Andrea Hicks, een assistent-professor civiele en milieutechniek aan de Universiteit van Wisconsin-Madison, en collega's wilden antwoorden:wat is de milieu-impact van herbruikbare ziekenhuisjassen met zilveren coating op nanoschaal, vergeleken met de wegwerpjassen voor eenmalig gebruik die door 80 procent van onze ziekenhuizen worden gebruikt, wanneer het doel is om de incidentie van ziekenhuisinfecties te verminderen?

Deze nosocomiale infecties veroorzaken naar schatting 99, 000 doden per jaar in de Verenigde Staten; gecombineerd met andere vormen van medische fout, ze worden beschouwd als de op twee na grootste moordenaar na hartaanvallen en kanker. "Het is een van die stille dingen waar de meeste mensen niet aan denken, " zegt Hicks. "Maar de opkomst van MRSA, of methicilline-resistente Staphylococcus aureus, een paar jaar geleden illustreert hoe belangrijk het is om te voorkomen dat ziekenhuistextiel ziekteverwekkers overdraagt."

Aangezien de meeste nanozilvertextiel elke keer dat ze gewassen worden een deel van hun zilverlaagje verliezen, Hicks zoomde in op een nieuwe technologie die dit probleem moet oplossen. "De nanozilveroplossing die we hebben bestudeerd, wordt verkocht met een chemisch bindmiddel, Hicks legt uit. "Je doet het zilver en het bindmiddel in een industriële wasmachine, samen met de herbruikbare ziekenhuisjas, en het zal het textiel elke keer opnieuw coaten."

Hicks gebruikte een tool genaamd levenscyclusanalyse om de energie te modelleren die nodig is om de twee soorten ziekenhuisjassen te produceren - herbruikbaar met zilveren coating versus wegwerpbaar - en de energie die nodig is om ze te onderhouden en uiteindelijk weg te gooien. Het concept van "belichaamde energie" is een veelgebruikte maatstaf om de milieu-impact van verschillende producten te vergelijken.

Na eenmalig gebruik, een wegwerpjas belandt op de vuilstort, terwijl een herbruikbare jurk gemiddeld 75 keer wordt gewassen voordat hij wordt weggegooid. Rekening houdend met de grotere hoeveelheid energie die nodig is om de herbruikbare jurk te produceren en te onderhouden, Hicks vond het break-even punt, of milieugelijkheid, ongeveer 12 dragen.

"Na 12 keer gebruiken, de herbruikbare toga heeft een lagere impact op het milieu dan de wegwerpjas, " zegt Hicks. "Hoe langer het in gebruik is, hoe groter het verschil zal zijn."

Het exacte verschil hangt af van hoe vaak het zilver opnieuw moet worden aangebracht om zijn antibacteriële eigenschappen te behouden. Voor het huidige onderzoek de onderzoekers schatten deze hoeveelheid uit de hoeveelheid zilver die nodig is om de groei van E. coli te remmen, een van de best gekarakteriseerde menselijke bacteriën. Het milieupariteitspunt zou waarschijnlijk veranderen als andere pathogenen werden overwogen.

De milieu-impact hangt ook af van de chemische vorm waarin zilver vrijkomt tijdens de gebruiksfase van de jas. Van de afvalwaterzuiveringsinstallatie, het waswater wordt uiteindelijk geloosd in een natuurlijk water. De onderzoekers gingen uit van een worstcasescenario waarbij ionisch zilver - giftiger voor vissen en andere waterorganismen dan zilverchloride of zilversulfiet - op dat moment vrijkwam.

Hoewel de milieuschaal onder deze veronderstellingen ten gunste van herbruikbare jassen met nanotechnologie viel, Hicks vindt het voorbarig om hun grootschalige adoptie goed te keuren. "We moeten beter begrijpen hoe goed ze beschermen tegen ziekenhuisinfecties en hoe we kunnen voorkomen dat het zilver het milieu of ons eigen lichaam schaadt voordat we beslissen of de voordelen opwegen tegen het gemak en de lagere kosten van wegwerpjassen, " ze zegt.

Hicks is van plan deze vragen in toekomstig werk te onderzoeken, maar beperkt zich niet tot nanozilvertextiel. "Ik geniet van het bestuderen van nieuwe consumententechnologie, of het nu in textiel wordt gebruikt, plastic containers, koffiepads of gloeilampen, omdat het inschatten van de ecologische erfenis van een nieuw product een belangrijk aspect is om het op de markt te brengen, " ze zegt.