V tej objavi na blogu bomo raziskali inovacije in praktično uporabo srebrne nanotehnologije, njena morebitna tveganja in ali bo ta prihodnja tehnologija za nas blagoslov ali nov izziv.
Dandanes se izraz »nano« pogosto uporablja na najrazličnejših področjih. Od pametnih telefonov do kozmetike, medicinskih pripomočkov, farmacevtskih izdelkov in polprevodnikov je nanotehnologija že globoko vpeta v naše vsakdanje življenje. Kaj torej točno pomeni ta nanotehnologija in kako spreminja naša življenja?
Izraz »nano« izhaja iz starogrške besede »nanos«, ki pomeni »pritlikavec«. En nanometer (nm) je ena milijardinka metra – enota, ki je tako majhna, da je nevidna s prostim očesom. Nanotehnologija se nanaša na tehnologijo za sintezo, sestavljanje in nadzor materialov v tej ultra fini lestvici, zajema pa tudi znanstvene metodologije za analizo in merjenje lastnosti materialov v nanoskali. Danes se je nanotehnologija uveljavila kot eno od osrednjih področij vrhunske znanosti in tehnologije ter se uporablja kot temeljna tehnologija, ki spodbuja inovacije v različnih panogah. Izdelki z novimi funkcijami, ki jih je bilo v preteklosti težko doseči, so postali mogoči z nanotehnologijo, aktivne raziskave in aplikacije pa se nadaljujejo še danes na različnih področjih, kot so zdravstvo, energetika, polprevodniki, okolje in biotehnološka industrija.
Še posebej je postopek stabilne obdelave kovin, kot sta zlato in srebro, na nanoravni tehnično zelo zahteven. To je zato, ker je vezna sila med kovinskimi atomi tako močna, da se delci, ko se zmanjšajo na nanoravnino, nagibajo k ponovnemu strganju. Zlato in srebro, kot ju na splošno poznamo, sta kovini z izjemno kovnostjo (sposobnostjo upogibanja) in duktilnostjo (sposobnostjo raztezanja). Vendar pa se te lastnosti pri zmanjšanju na nanoravnino kažejo precej drugače kot njuno tipično vedenje. Na primer, ko se srebro oblikuje v izjemno tanko folijo, če se debelina zmanjša na 100 nanometrov ali manj, postane nagnjenost atomov k aglomeraciji tako močna, da površina ne ostane gladka in lahko nastanejo gube. Poleg tega je srebro zaradi svoje vrhunske električne in toplotne prevodnosti v primerjavi z vsemi drugimi kovinami zelo privlačen material v elektronski industriji, vendar se njegova uporaba zaradi visokih stroškov in težav pri obdelavi sooča z različnimi tehničnimi omejitvami.
Vendar pa te lastnosti srebra odpirajo nove možnosti z nanotehnologijo. To pa zato, ker ko je srebro v obliki nanodelcev, kaže fizikalne in kemijske lastnosti, ki se popolnoma razlikujejo od lastnosti običajnega srebra. Odličen primer je njegova močna protimikrobna učinkovitost. Zaradi teh lastnosti se srebrovi nanodelci uporabljajo na različnih področjih, kot so protimikrobni premazi, medicinski materiali, sistemi za čiščenje vode in tekstilni izdelki. V preteklosti so bili na trg uvedeni tudi pralni stroji, ki so vključevali srebrove nanodelce, in so pritegnili veliko pozornosti. Medtem ko je navadno srebro relativno stabilna kovina, imajo srebrovi nanodelci veliko večjo površino, kar znatno poveča njihovo reaktivnost z okoliškimi snovmi. Menijo, da jim ta lastnost omogoča, da zavirajo rast mikrobov in uničujejo bakterije.
V preteklosti so proizvajalci gospodinjskih aparatov konkurenčno lansirali pralne stroje, ki so vključevali tehnologijo srebrnih nanodelcev. Vendar pa se je z znatnim napredkom protimikrobne tehnologije število izdelkov, ki imajo izrazito tehnologijo srebrnih nanodelcev, v primerjavi s prej zmanjšalo, zdaj pa se v kombinaciji uporabljajo različni protimikrobni materiali in hibridne tehnologije. Takrat so nekateri izdelki uporabljali elektrolizo za ustvarjanje srebrnih ionov, s čimer so okrepili protimikrobni učinek med postopkom pranja, drugi pa so v kad za pranje uporabljali srebrne komponente ali protimikrobne premaze; proizvajalci so uporabljali različne tehnologije, odvisno od podjetja. Zato se je tehnologija srebrnih nanodelcev uporabljala na različne načine za dosego istega cilja.
Do danes je bilo izvedenih veliko študij o protimikrobnem delovanju srebrovih nanodelcev, ki pa ga ni mogoče pojasniti z enim samim mehanizmom. Na splošno je znano, da naslednji mehanizmi delujejo v kombinaciji. Prvič, srebrovi ioni in srebrovi nanodelci poškodujejo celične membrane bakterij, kar moti njihove normalne vitalne funkcije. Drugič, vežejo se na beljakovine in encime v celicah, kar zavira presnovne procese in preprečuje proliferacijo. Tretjič, znano je, da spodbujajo nastajanje reaktivnih kisikovih spojin (ROS), kar povzroča oksidativni stres v bakterijah in na koncu vodi v celično smrt. Medtem ko se je prej domnevalo, da bakterije srebrove nanodelce zamenjajo za hrano in jih zaužijejo, trenutno velja soglasje, da so primarni mehanizmi delovanja poškodba celične membrane, zaviranje encimov in nastajanje ROS.
Kljub tej inovativni tehnologiji pa so se nenehno pojavljali pomisleki glede njene varnosti. Leta 2006 je ameriška Agencija za varstvo okolja (EPA) pritegnila veliko pozornosti, ko je izjavila, da morajo nekateri izdelki, ki uporabljajo srebrno nanotehnologijo, izpolnjevati predpise o razkužilih, če želijo oglaševati svoje germicidne učinke. Ta ukrep ni uvedel splošne prepovedi uvoza izdelkov določenih podjetij, temveč je pojasnil, da za izdelke, ki trdijo, da imajo germicidne lastnosti na osnovi srebrne nanotehnologije, veljajo ustrezni predpisi. Od takrat različne države po svetu izvajajo stalne raziskave in ocene varnosti za oceno vpliva srebrnih nanodelcev na zdravje ljudi in okolje. Zlasti še vedno potekajo aktivne raziskave o vplivih na vodne organizme in mikrobne ekosisteme, ko se nanodelci sproščajo v okolje, regulativni standardi v posameznih državah pa se nenehno izpopolnjujejo.
V primerjavi z navadnim srebrom kažejo srebrovi nanodelci zelo edinstvene lastnosti. To je zato, ker se njihova površina, ko se njihova velikost skrči na nanometrski nivo, znatno poveča, kar povzroči nove fizikalne in kemijske lastnosti, ki jih prej nismo opazili. Čeprav te lastnosti širijo svoje potencialne aplikacije na različnih področjih – vključno z medicino, biotehnologijo, elektroniko, energetiko in okoljem – se nenehno poziva k temeljitemu preverjanju njihovih dolgoročnih učinkov na zdravje ljudi in okolje. Z nadaljnjimi raziskavami se pričakuje, da se bo srebrova nanotehnologija razvijala v varnejšo in učinkovitejšo smer. Hkrati bo vse pomembneje sprejeti odgovoren pristop, ki upošteva potencialna tveganja poleg priročnosti tehnologije, namesto da bi se zanašal zgolj na priročnost.
