Diabelska piłka z atomów węgla

Fullereny, specyficzne cząstki węgla złożone z kilkudziesięciu, a nawet kilkuset atomów, są technologicznym przebojem ostatnich lat.

Aktualizacja: 01.06.2008 22:53 Publikacja: 01.06.2008 01:38

Kryształy fulerenu C60

Kryształy fulerenu C60

Foto: commons.wikimedia.org

Zrobiły zawrotną karierę w nanotechnologii. Z nich powstają nanotuby, mikroskopijne elementy stosowane w najnowocześniejszych urządzeniach, na przykład w kamerach i czujnikach wprowadzanych do wnętrza ludzkiego ciała. Okazuje się jednak, że mogą być one groźne dla zdrowia.

Fullereny to naukowy hit ostatnich lat. Poeci nie opiewają ich tylko dlatego, że nie ma tradycji opiewania rymami bądź wierszem białym osiągnięć naukowych.

Fullereny składają się z wielu atomów węgla. Oznaczane są jako C32 (czyli 32 atomy), C

60

, C

240

, C

960

itp. Cząsteczki te składają się z pierścieni pięcio- i sześcioatomowych, tworzących zamknięte struktury przypominające kopuły, jakie projektował amerykański architekt Richard Buckminster Fuller (stąd nazwa: fullereny). Najbardziej stabilny fulleren to C

60

. Ma kształt piłki futbolowej o średnicy około 1 nanometra (nanometr = jednej miliardowej metra). C

60

można uzyskać, na przykład, przez laserowe odparowanie grafitu w próżni albo w gazie obojętnym, takim jak hel. Cząsteczki C

60

, otoczone większymi fullerenami, takimi jak C

240

, C

540

czy C

960

tworzą struktury hiperfullerenowe. Ponieważ wewnątrz takich cząstek można umieścić atomy metali, istnieje wielkie prawdopodobieństwo, że metalowe fullereny czyli metafullereny znajdą zastosowanie jako przewodniki, półprzewodniki, nadprzewodniki, smary, techniczne, włókna sztuczne, farmaceutyki, z nich będzie wytwarzany zbiornik na wodór służący jako paliwo w samochodach przyszłości. Trudno nawet sobie wyobrazić, jak wielkie może być pole ich zastosowania. Proporcjonalne do niego jest zainteresowanie badaczy tymi cząstkami.

Tymczasem okazuje się, że prometejskie nadzieje związane z nanoświatem, a w nim z fullerenami, mogą być w dużej części płonne. Nanotuby (nanorurki) zbudowane z węgla, mogą mieć groźny wpływ na zdrowie.

Ostrzeżenie płynie z kanadyjskiego Uniwersytetu w Calgary. Zespół tamtejszych biochemików, pod kierunkiem dra Petera Tielemana wykazał, że fullereny mogą powodować uszkodzenia w mózgu u niektórych ryb. Wyniki ich badań publikuje czasopismo „Nature Nanotechnology”.

Badacze ostrzegają, że fullerenowe nanocząstki, podobne kształtem do piłek futbolowych, mogą przenikać przez barierę „hemato-encefaliczną” – membranę oddzielającą obieg krwi od płynu otaczającego mózg i szpik kostny. Membrana ta zatrzymuje bakterie i toksyny. Tymczasem nanocząstki są w stanie przenikć przez nią. Trudno wykluczyć, że nie spowodują żadnych niepożądanych skutków.

Naukowcy z Calgary posłużyli się symulacją komputerową. Sprawdzili, co się będzie działo, gdy cały organizm, czyli praktycznie wszystkie błony komórkowe będą narażone na kontakt z wielką ilością nanocząstek. Wynik jest zaskakujący. W tym wirtualnym świecie, fullereny C60 nie przenikają przez błony komórkowe w sposób mechaniczny. Jednak jaki jest klucz według którego przedostają się do komórek – na razie pozostaje tajemnicą.

Okazało się również, że – przynajmniej wirtualnie – potrafią łatwo rozpuszczać się, aby następnie ponownie integrować się wewnątrz komórek, do których przeniknęły, i uszkadzać je.

Równocześnie – jak podkreślają badacze z zespołu dra Petera Tielemana – przenikające przez membranę nanocząstki mogłyby pełnić rolę transporterów przenoszących lekarstwa. W takim przypadku ich rola mogłaby się okazać ogromnie pożyteczna.

Zrobiły zawrotną karierę w nanotechnologii. Z nich powstają nanotuby, mikroskopijne elementy stosowane w najnowocześniejszych urządzeniach, na przykład w kamerach i czujnikach wprowadzanych do wnętrza ludzkiego ciała. Okazuje się jednak, że mogą być one groźne dla zdrowia.

Fullereny to naukowy hit ostatnich lat. Poeci nie opiewają ich tylko dlatego, że nie ma tradycji opiewania rymami bądź wierszem białym osiągnięć naukowych.

Pozostało jeszcze 87% artykułu
Nauka
Sprawdzian z góralskiego. Czy da się jeszcze ocalić mowę Podhala?
Nauka
Szympansom bliżej do zachowań ludzi, niż nam się wydawało. Nowe wyniki badań
Materiał Partnera
Jak postrzegamy UE? Co myślimy w zależności od mediów, z których korzystamy?
Nauka
Tajny rosyjski satelita „nie jest już operacyjny”. Wywoływał spore obawy
Materiał Promocyjny
Tech trendy to zmiana rynku pracy
Nauka
Dlaczego superwulkan Yellowstone nie wybucha? Naukowcy odkryli cenną wskazówkę
Materiał Partnera
Polska ma ogromny potencjał jeśli chodzi o samochody elektryczne