Potecjał aplikacyjny nanometali w ochronie środowiska

Malina, D.

doi:10.12912/23920629/67004

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Potecjał aplikacyjny nanometali w ochronie środowiska

Autorzy

Malina D.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.12912/23920629/67004

Warianty tytułu

Potential application of nanometals in environmental protection

Języki publikacji

Abstrakty

W ostatnich latach obserwuje się duże zainteresowanie nanocząstkami metalicznymi, zarówno ze względu na ich nieograniczone możliwości aplikacyjne, a także z uwagi na niezwykłe cechy biologiczne, chemiczne i fizyczne. Przewiduje się, że osiągnięcia nanotechnologii staną się głównym promotorem innowacji naukowych i technologicznych w najbliższych dekadach. Poszukując nowej i bezpiecznej alternatywy w stosunku do chemicznych pestycydów, duże nadzieje wiąże się właśnie z rozwojem nanotechnologii. Szczególnie przydatne mogą okazać się preparaty zawierające nanometryczne cząstki metali o silnych właściwościach przeciwdrobnoustrojowych. Co ważne, do otrzymywania nanocząstek nanometali można zastosować bezpieczne i nietoksyczne dla roślin komponenty pochodzenia biologicznego. Niniejszy artykuł jest opisem potencjalnych możliwości aplikacyjnych nanomateriałów w ochronie środowiska, które mają szansę stać się podstawą do opracowania nowych środków ochrony roślin o właściwościach przeciwdrobnoustrojowych w stosunku do patogenów roślinnych oraz jednocześnie nietoksycznych dla organizmów wyższych.

In recent years, great interest in metallic nanoparticles has been observed, both because of their unlimited application possibilities, and also because of the unusual biological, chemical and physical features. It is expected that developments in nanotechnology will become the main promoter of scientific and technological innovations in the coming decades. Searching for a new and safe alternative to chemical pesticides, high hopes are associated with nanotechnology development. Particularly useful may be preparations containing nanoscale metal particles with strong antimicrobial properties. Importantly, safe and non-toxic for the plant components of biological origin may be used in nanoparticles synthesis. This article is a description of the potential applications of nanomaterials in environmental protection, which may become the basis for developing of new protection plant products with antimicrobial properties relative to plant pathogens and non-toxic to higher organisms.

Słowa kluczowe

nanotechnologia nanocząstki metaliczne ochrona środowiska ochrona roślin

nanotechnology metallic nanoparticles environmental protection plants protection

Wydawca

Polskie Towarzystwo Inżynierii Ekologicznej

Czasopismo

Inżynieria Ekologiczna

Rocznik

2017

Tom

Vol. 18, nr 1

Strony

111--117

Opis fizyczny

Bibliogr. 59 poz.

Twórcy

autor

Malina D.

dagmaramalina@chemia.pk.edu.pl

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej, Instytut Chemii i Technologii Nieorganicznej, ul. Warszawska 24, 31-155 Kraków

Bibliografia

1. Alkilany A.M., Murphy C.J.: Toxicity and cellular uptake of gold nanoparticles: what we have learned so far? Journal of Nanoparticle Research, 2010, vol. 12, 2313–2333.
2. Arora S., Rajwade J.M., Paknikar K.M.: Nanotoxicology and in vitro studies: The need of the hour. Toxicology and Applied Pharmacology, 2012, vol. 258, 151–165.
3. Banach M., Kowalski Z., Wzorek Z.: Nanosrebro – wytwarzanie, właściwości bakteriobójcze, zastosowanie. Chemik, 2007, nr 9, 435–438.
4. Bar H., Bhui D.K., Sahoo G.P., Sarkar P., De S.P., Misra A.: Green synthesis of silver nanoparticles using latex of Jatropha curcas. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2009, vol. 339, 134–139.
5. Bystrzejewska-Piotrowska G., Golimowski J., Urban P.L.: Nanoparticles: Their potential toxicity, waste and environmental management. Waste Management, 2009, vol. 29, 2587–2595.
6. Chen D., Qiao X., Qiu X., Chen J.: Synthesis and electronical properties of uniform silver nanoparticles for electronic applications. Journal of Materials Science, 2009, vol. 44, 1076–1081.
7. Cui W., Li J., Zhang Y., Rong H., Lu W., Jiang L.: Effects of aggregation and the surface properties of gold nanoparticles on cytotoxicity and cell growth. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine, 2012, vol. 8, 46–53.
8. Daizy P.: Green synthesis of gold and silver nanoparticles using Hibiscus rosasinensis. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2010a, vol. 42, nr 5, 1417–1424.
9. Daizy P.: Honey mediated green synthesis of silver nanoparticles Spectrochimica Acta Part A, 2010b, vol. 75, 1078–1081.
10. Daniel S.C.G.K., Tharmaraj V., Sironmani T.A., Pitchumani K.: Toxicity and immunological activity of silver nanoparticles. Applied Clay Science, 2010, vol. 48, 547–551.
11. Deng Q.Y., Yang B., Wang J.F., Whiteley C.G., Wang X.N.: Biological synthesis of platinum nanoparticles with apoferritin. Biotechnology Letters, 2009, vol. 31, 1505–1509.
12. El-Aziz A.R.M., Al-Othman M.R., Al-Sohaibani S.A., Mahmoud M.A., Sayed S.R.M.: Extracellular biosynthesis and characterization of silver nanoparticles using Aspergillus niger isolated from Saudi Arabia (Strain KSU-12). Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 2012, vol. 7, nr 4, 1491–1499.
13. Friedrichs S., Schulte J.: Environmental, health and safety aspects of nanotechnology – implications for the R&D in (small) companies. Science and Technology of Advanced Materials, 2007, vol. 8, 12–18.
14. Gibbins B., Warner L.: The Role of Antimicrobial Silver Nanotechnology. Medical Device & Diagnostic Industry, 2005, vol. 8, 2–6.
15. Goodman C.M., McCusker C., Yilmaz T., Rotello V.M.: Toxicity of Gold Nanoparticles Functionalized with Cationic and Anionic Side Chains. Bioconjugate Chemistry, 2004, vol. 15, 897–900.
16. Grisel R., Weststrate K.-J., Gluhoi A., Nieuwenhuys E.: Catalysis by Gold Nanoparticles. Gold Bulletin, 2002, 35, 39–45.
17. Hallock M.F., Greenley P., Diberardinis L., Kallin D.: Potential risks of nanomaterials and how safety handle materials of uncertain toxicity. Journal of Chemical Health and Safety, 2009, vol. 16, 16–23.
18. Hoyt V.W., Mason E.: Nanotechnology. Emerging health issues. Journal of Chemical Health and Safety, 2008, vol. 15, 10–15.
19. Hyun J.-S., Lee B.S., Ryu H.Y., Sung J.H., Chung K.Y., Yu I.J.: Effects of repeated silver nanoparticles exposure on the histological structure and mucins of nasal respiratory mucosa in rats. Toxicology Letters, 2008, vol. 182, 24–28.
20. Inbakandan D., Venkatesan R., Khan A., Ajmal S.: Biosynthesis of gold nanoparticles utilizing marine sponge Acanthella elongate (Dendy, 1905). Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2010, vol. 81, 634–639.
21. Kelsall R.W., Hamley I.W., Geoghegan M.: Nanotechnologie, PWN Warszawa 2008.
22. Khlebtsov N., Dykman L.: Biodistribution and toxicity of engineered gold nanoparticles: a review of in vitro and in vivo studies. Chemical Society Reviews, 2011, vol. 40, nr 3, 1647–1671.
23. Kora A.J., Sashidhar R.B., Arunachalam J.: Gum kondagogu (Cochlospermum gossypium): A template for the green synthesis and stabilization of silver nanoparticles with antibacterial application Carbohydrate Polymers, 2010, vol. 82, 670–679.
24. Kurzydłowski K., Lewandowska M.: Nanomateriały inżynierskie konstrukcyjne i funkcjonalne, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
25. Lasagna-Reeves C., Gonzalez-Romero D., Barria M.A., Olmedo I., Clos A., Sadagopa Ramanujam V.M., Urayama A., Vergara L., Kogan M.J., Soto C.: Bioaccumulation and toxicity of gold nanoparticles after repeated administration in mice. Biochemical and Biophysical Research Communications, 2010, vol. 393, 649–655.
26. Lu W., Senapati D., Wang S., Tovmachenko O., Singh A.K., Yu H., Ray P.C.: Effect of surface coating on the toxicity of silver nanomaterials on human skin keratinocytes. Chemical Physics Letters, 2010, vol. 487, 92–96.
27. Makles Z.: Nanomateriały – nowe możliwości, nowe zagrożenia. Bezpieczeństwo pracy – nauka i praktyka, 2005, nr 2, 2–4.
28. Malina D., Sobczak-Kupiec A., Kowalski Z.: Nanocząstki srebra – przegląd chemicznych metod syntezy, Czasopismo Techniczne, 2010, nr. 1-Ch, 183–192.
29. Malina D., Sobczak-Kupiec A., Wzorek Z., Kowalski Z.: Nanotechnology in dentistry. Inżynieria Stomatologiczna – Biomateriały, 2011, tom 8, nr 1, 24–26.
30. Malina D., Sobczak-Kupiec A., Wzorek Z.: Risk assessment for silver nanoparticles in environment. Mineralia Slovaca, 2010, vol. 42, 337–341.
31. Małecka B.: Nanotechnologie i nanoprodukty. Wszechświat, 2007, nr 108, 112–115.
32. Martinez-Castañón G.A., Niño-Martínez N., Martínez-Gutierrez F., Martínez-Mendoza J.R., Ruiz F.: Synthesis and antibacterial activity of silver nanoparticles with different sizes. Journal of Nanoparticle Research, 2008, vol. 10, 1343–1348.
33. Nair R., Varghese S.H., Nair B.G., Maekawa T., Yoshida Y., Kumar D.S.: Nanoparticulate material delivery to plants. Plant Science, 2010, vol. 179, nr 3, 154–163.
34. Navarro E., Baun A., Behra R., Hartmann N.B., Filser J., Miao A.-J., Quigg A., Santschi P.H., Sigg L.: Environmental behavior and ecotoxicity of engineered nanoparticles to algae, plants, and fungi. Ecotoxicology, 2008, vol.17, 372–386.
35. Nelson M., Shipbaugh C.: The potential of nanotechnology for molecular manufacturing, Rand Monograph Report, Santa Monica 1995.
36. Panigrahi S., Kundu S., Ghosh S.K., Nath S., Pal T.: General method of synthesis for metal nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research, 2004, vol. 6, 411–414.
37. Prabhu S., Poulose E.K.: Silver nanoparticles: mechanism of antimicrobial action, synthesis, medical applications, and toxicity effects. International Nano Letters, 2012, vol. 2, Article ID: 32.
38. Pruszyński S., Podgórska B.: Poradnik ochrony roślin: zasady bezpiecznego i skutecznego stosowania metod i środków ochrony roślin: praca zbiorowa, Instytut Ochrony Roślin, Poznań 1994.
39. Pulit J., Banach M., Kowalski Z.: Właściwości nanocząstek miedzi, platyny, srebra, złota i palladu. Czasopismo Techniczne, 2011, nr 2-Ch, 197–209.
40. Rai M., Yadav A., Gade A.: Silver nanoparticles as a new generation of animicrobals. Biotechnology Advances, 2009, vol. 27, 76–83.
41. Ratner M., Ratner D.: Nanotechnology: A Gentle Introduction to the Next Big Idea, Pearson Education Inc. New Jersey 2003.
42. Roy S., Mukherjee M, Chakraborty S., Das T.K.: Biosynthesis, characterisation & antifungal activity of silver nanoparticles synthesized by the fungus Aspergillus foetidus MTCC8876. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 2013, vol. 8, nr 1, 197–205.
43. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) 1107/2009 z dnia 21 października 2009 r. dotyczące wprowadzania do obrotu środków ochrony roślin i uchylające dyrektywy Rady 79/117/ EWG i 91/414/EWG.
44. Schulenburg M.: Nanotechnologia. Innowacje dla świata przyszłości, Komisja Europejska, Dyrekcja Generalna ds. Badań Naukowych, Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF, Berlin 2007.
45. Shankar S.S., Rai A., Ahmad A., Sastry M.: Rapid synthesis of Au, Ag, and bimetallic Au core–Ag shell nanoparticles using Neem (Azadirachta indica) leaf broth. Journal of Colloid and Interface Science, 2004, vol. 275, 496–502.
46. Siegrist M., Cousin M.-E., Kastenholz H., Wiek A.: Research report, public acceptance of nanotechnology foods and food packaging: the influence of affect and trust. Appetite, 2007, vol. 49, 459–466.
47. Sobczak-Kupiec A., Burgieł Z.J., Wójcik A., Malina D., Wzorek Z.: Wpływ suspensji nanocząstek srebra i złota na wzrost wybranych fitopatogenicznych grzybów. Przemysł Chemiczny, 2012, tom 91, nr 9, 1816–1819.
48. Sobczak-Kupiec A., Tyliszczak B., Bialik-Wąs K., Malina D., Burgieł Z.: Wybrane metody otrzymywania materiałów w skali nanometrycznej, W: Klimecka-Tatar D. Inżynieria Stomatologiczna – Biomateriały, Materiały i technologie w inżynierii dentystycznej, Ustroń 2014a.
49. Sobczak-Kupiec A., Tyliszczak B., Bialik-Wąs K., Malina D., Burgieł Z.: Opis wybranych technik bottom up i metod biologicznych stosowanych w nanotechnologii, W: Klimecka-Tatar D. Inżynieria Stomatologiczna – Biomateriały Materiały i technologie w inżynierii dentystycznej, Ustroń 2014b.
50. Sobczak-Kupiec A., Tyliszczak B., Burgieł Z.J., Malina D., Bialik-Wąs K., Wzorek Z.: Nanocząstki metaliczne jako składniki preparatów agrochemicznych. Przemysł Chemiczny, 2014, nr 93, 1730–1733.
51. Song J.Y., Kim B.S.: Rapid biological synthesis of silver nanoparticles using plant leaf extracts. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2009, vol. 32, 79–84.
52. Thakkar K.N., Mhatre S.S., Parikh R.Y.: Biological synthesis of metallic nanoparticle. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine, 2010, vol. 6, 257–262.
53. Wolny-Koładka K., Malina D., Sobczak-Kupiec A., Wzorek Z.: Synteza i charakterystyka fizykochemiczna nanocząstek srebra oraz ocena ich toksyczności w stosunku do grzybów z gatunku Fusarium culumorum izolowanych z pszenicy ozimej. Polish Journal of Agronomy, 2013, vo. 15, 69–74.
54. Wrzostek J., Gworek B., Maciaszek D.: Środki ochrony roślin w aspekcie ochrony środowiska. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 2009, nr 39, 75–88.
55. Wzorek Z., Konopka M.: Nanosrebro – nowy środek bakteriobójczy. Czasopismo Techniczne, 2007, nr. 1-Ch, 2007, 175–181.
56. Xu J., Han X., Liu H., Hu Y.: Synthesis and optical properties of silver nanoparticles stabilized by gemini surfactant. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2006, vol. 273, 179–183.
57. Yoshimura H.: Protein-assisted nanoparticle synthesis. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2006, vol. 282–283, 464–470.
58. Zawrah M.F., El-Moez S.I.: Antimicrobial activities of gold nanoparticles against major foodborne pathogens. Life Science Journal, 2011, vol. 8, nr 4, 37–44.
59. Zhang W., Qiao H., Chen J.: Review. Synthesis of silver nanoparticles – Effects of concerned parameters in water/oil microemulsion. Materials Science and Engineering B, 2007, vol. 142, 1–15.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-cddd2a97-e526-4abf-8ee2-e18008f69378