IMPACTO AMBIENTAL DE LA NANOTECNOLOGÍA! " #
NANOTECNOLOGÍA? Definiciones Diseño, caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas por control de la forma y el tamaño a escala nanométrica La investigación y desarrollo tecnológico a los niveles atómico, molecular o macromolecular, en la escala de aproximadamente 1-100 nm La creación y el uso de estructuras, dispositivos y sistemas que presentan nuevas propiedades y funciones a causa de su pequeño tamaño y su capacidad para ser controladas o manipuladas en la escala atómica $ $% &' ( % &) (
Soluble ó coloidal ANTECEDENTES DE LA NANOTECNOLOGÍA 500-400 años BC, Egipto y China: Oro coloidal para aplicaciones estéticas y curativas 1618, Francisci Antonnii, primer libro sobre Oro coloidal 1676, Johann Kunckels, drinkable gold propiedade curativas 1818, Jeremias Benjamin Richters, transformación de disoluciones rosas ó púrpuras de oro disuelto en disoluciones amarillas cuando las partículas de agregan 1857, Faraday, obtención de disoluciones rojas de oro por reducción de AuCl 4-1861, Graham, introdujo el término coloide (la fracción de partículas más pequeñas)
Evolución histórica reciente 1959 Richard Feynman ( Premio Nobel de Física) There s plenty of room at the bottom 1974 Norio Taniguchi ( Tokyo Science University) Introducción del término Nanotecnología 1980 Eric Drexlex Libro EnginesofCreation 1981 Microscopio de Efecto Tunel 1986 Microscopio de Fuerzas Atómicas Observación de Clústeres de átomos NANOTECNOLOGÍA ACTUAL
Evolución del uso de nanomateriales
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Sobre el Medio Ambiente - Efectos directos sobre microorganismos, invertebrados, peces y otros organismos - Interacción con contaminantes que pueden cambiar la biodisponibilidad de compuestos tóxicos ó de nutrientes - Cambios en las estructuras medioambientales de los sistemas no vivos Sobre la Salud - Daños en la membranas celulares - Liberación de las especies tóxicas disueltas - Generación de especies reactivas al oxígeno, ROS (iones oxígeno, peróxidos y radicales libres)
Tipos de nanomateriales Según la composición química -Nanomateriales de carbono, nanotubos,cnts,grafeno -Nanopartículas de óxidos metálicos TiO 2. AlO 2,Fe 2 O 3 Nanopartículas metálicas AgNPs, AuNPs Quantum dots,qds CdSe,CdTe,CdSeTe,ZnSe Dendrímeros
Según el origen - Manufacturado - Natural : bacterias, virus material coloidal terrestre o acuático material particulado ultrafino - Accidentales: procedente de procesos industriales Según el estado : libres / agregadas Según el tamaño:
Propiedades de las nanopartículas que afectan a su comportamiento en el ambiente y a su toxicidad
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NECESIDADES ACTUALES PARA EL ESTUDIO DE NPs
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Single Particle- Inductively Coupled Plasma- Mass Spectrometry, SP-ICP-MS Evolución histórica!"# '! # $%! &''! ( '
SP-ICP-MS Aspecto Clave: Medida suspensión de partículas a baja concentración y con una alta frecuencia en la adquisición de datos MS cuadrupolar, frecuencia adquisición datos: - Tiempo de adquisición (Dwell time) - Tiempo adquisición masa - Tiempo entre lecturas (Stettling time) - Tiempo estabilización cuadrupolo
SP-ICP-MS Excelente Sensibilidad (ng/l) Información Analítica: ICP-MS NEXION TM 300X, Perkin Elmer Syngistix TM NanoApplication Module Composición elemental Concentración Tamaño Distribución de tamaños
SP-ICP-MS 400 350 Frecuencia pulsos Intensidad de cada pulso 300 250 200 150 Concentración de las NPs Masa de la NP 100 Altura pulso diámetro NPs 50 0 0 3 5 8 10 13 15 18 20 23 25 28 30 33 35 38 40 43 45 48 50 53 55 58 Eficiencia de nebulización
Posibilidad de diferenciación simultánea de nanopartículas e iones Histogramas de distribución de señal (a-d) 60 nm suspension de NPs de 2.5x10 7 L -1, (e-h) 60 nm suspension NPs de 2.5x10 7 L -1 con 1g L -1 Ag (I), (i-l) 60 nm suspension NPs de 2.5 x 10 7 L -1 con 4g L -1 Ag (I). Dwell times: 10 ms, 5 ms, 100s, 50s. Abad-Alvaro et al, Anal.Bioanal.Chem.2016,408,5089
Ventajas SP-ICP-MS 1.- Uso de instrumentos comerciales 2.- Posibilidad de obtención de información de: - Presencia de uno ó varios elementos en forma partículada o disuelta - Tamaño de partícula - Concentración del número de partículas - Masa por partícula y distribución por tamaños - Concentración de la forma disuelta y de la particulada
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Muchas gracias por vuestra atención