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Labelling of engineered nanomaterials for nanosafety tracing

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Un nuovo modo di tracciare i nanomateriali ingegnerizzati

Una tecnica di marcatura innovativa potrebbe aiutare i ricercatori a comprendere meglio i potenziali rischi per la sicurezza dei nanomateriali ingegnerizzati.

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Grazie alle loro dimensioni uniche, i nanomateriali ingegnerizzati (ENM, engineered nanomaterial) o nanomateriali progettati e prodotti dall’uomo, offrono una serie di vantaggi. Ad esempio, nell’assistenza sanitaria, hanno il potenziale per aiutare a somministrare farmaci in aree altrimenti inaccessibili del corpo. In agricoltura, possono contribuire a migliorare l’uso efficiente dei prodotti chimici per l’agricoltura, mentre l’industria li usa come additivi per migliorare la resistenza e la durata dei prodotti chimici. «Poiché gli ENM sono difficili da rilevare in tessuti e ambienti biologici complessi, abbiamo scarsa conoscenza dei rischi per la sicurezza che potrebbero comportare», afferma Eugenia Valsami-Jones, coordinatrice del progetto NanoLabels, finanziato dall’UE, che è stato sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. «Fino a quando non saremo abbastanza sicuri in merito a dove vanno questi materiali e cosa fanno, specialmente dopo l’uso previsto, l’impiego degli ENM rimarrà limitato». Un modo in cui i ricercatori rendono gli ENM più rilevabili è aggiungendo un tracciante o un’etichetta. Sfortunatamente, farlo può modificare o cambiare gli ENM e quindi alterarne il comportamento ambientale e biologico. Per questo motivo, i traccianti sono stati di scarsa utilità in termini di comprensione della nanosicurezza. Per migliorare la loro utilità, il progetto NanoLabels ha sviluppato tecniche innovative di marcatura che potrebbero consentire di tracciare gli ENM nel loro ambiente naturale.

Creazione di una strategia di marcatura

I ricercatori dell’Università di Birmingham hanno trascorso l’ultimo decennio a lavorare sull’uso di isotopi stabili per etichettare gli ENM, un approccio che si è rivelato efficiente e altamente sensibile nell’individuare ENM in concentrazioni rilevanti per l’ambiente. «Il progetto NanoLabels si basa su questo lavoro, creando una strategia di marcatura che può essere adottata dall’industria per agevolare, ad esempio, le valutazioni della nanosicurezza prima che gli ENM entrino nel mercato», spiega Valsami-Jones, professoressa di nanoscienza ambientale presso l’Università di Birmingham. Esponendo le piante di riso alle diverse nanoparticelle marcate, i ricercatori sono stati in grado di tracciare il movimento delle nanoparticelle all’interno della pianta e scoprire dove vanno e cosa fanno. «Per la prima volta, abbiamo usato una marcatura isotopica stabile per tracciare la traslocazione di un nanomateriale all’interno delle piante», osserva Valsami-Jones. Secondo Valsami-Jones, il progetto ha dimostrato che le proprietà fisico-chimiche, come le dimensioni e la morfologia delle nanoparticelle, non sono diverse dalle nanoparticelle senza marcatura isotopica. «Ciò suggerisce che la marcatura è stata un successo e potrebbe essere utilizzata con fiducia in altri studi di tracciabilità», aggiunge.

Una metodologia di successo

La metodologia NanoLabels è riuscita a rilevare l’assorbimento degli ENM nell’ambiente, anche a una concentrazione molto bassa. «La metodologia di marcatura che abbiamo sviluppato in questo progetto, che è stata successivamente pubblicata in “Nature Protocols”, ha messo il nostro “timbro” su questo campo di ricerca in via di sviluppo», afferma Valsami-Jones. «Avrà anche un ruolo importante nell’educare la prossima generazione di nanoscienziati all’uso delle tecniche di marcatura degli isotopi». Un altro risultato importante del progetto è la scalabilità. «Prevediamo che il ridimensionamento della sintesi di ENM marcati con isotopi stabili possa essere testato, modificato e standardizzato. Ha il potenziale per essere utilizzato in applicazioni industriali come l’autenticazione di materiali», spiega Valsami-Jones. I ricercatori del progetto stanno attualmente sviluppando una marcatura per nanomateriali a base di carbonio, come nanotubi di carbonio, grafene e microplastiche. «Poiché il carbonio è l’elemento più comune nell’ambiente, la tracciabilità dei nanomateriali a base di carbonio è estremamente difficile; pertanto, rimanete sintonizzati per conoscere i progressi in quest’ambito», conclude Valsami-Jones.

Parole chiave

NanoLabel, nanomateriali ingegnerizzati, nanomateriali, nanoscienze, nanosicurezza, isotopi stabili, nanoparticelle

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