据俄罗斯远东联邦大学官网消息，由远东联邦大学、俄罗斯科学院远东分院和西伯利亚分院以及国际毒理学专家联合组成的研发团队开展了塑料制品与复合材料成份中含有的碳和硅纳米颗粒对环境潜在危害的研究。研究证实，纳米管和纳米纤维可以破坏海洋中广泛存在的微型藻类的细胞，其成果发表在《环境研究》（Environmental Research）杂志上。


目前，塑料及其复合材料在世界经济各领域的应用每年都在快速增长。预计到2020年，全球碳纳米管市场将增长到56.4亿美元，比2000年增长一倍多。世界上60％到80％的塑料和复合材料制品，最终都要进入世界海洋中，而它们的分解需要数百年。因此，开展海洋中微型藻类的毒理学研究非常重要，因为它们分布广泛，是形成海洋食物链的基础。


据研发团队成员远东联邦大学科研副校长介绍，研究人员把日本海彼得大帝湾中的单细胞海洋微藻、赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）作为研究对象，这种藻类在俄罗斯远东地区分布广泛，在该地区的各类海藻中具有代表性。另一个原因是赤潮异弯藻具有很薄的细胞壁，这也意味着它比其他藻类更容易受到化学污染。用于该研究的碳纳米管和碳纳米纤维是在俄罗斯科学院西伯利亚分院催化研究所合成的，之前已经在大鼠上研究了它们的毒理作用。硅纳米管是由韩国仁荷大学化学系提供的。科学家们得到的研究结果是：碳和硅纳米颗粒杂质在水中浓度为100毫克/升时即产生毒性作用；在实验的第三天对藻类细胞产生急性毒性作用，在第七天细胞发生慢性中毒；硅纳米管由于其更小的尺寸和亲水特性而被证明比碳纳米管毒性更强。科学家们认为，藻类细胞死亡的主要原因是由于纳米粒子造成的机械损伤，破坏了细胞的完整性。与纳米管相比，碳纳米纤维在浓度100毫克/升时显示出的毒性较低，没有减缓藻类细胞的生长，但是引起了变形，原因是碳纳米纤维中存在镍杂质。纳米管的直径对其毒性至关重要：纳米颗粒越小，它们的毒性就越大。因此，硅纳米管比碳纳米管毒性更大。


该研究是国际合作项目，除了俄罗斯远东联邦大学、俄罗斯科学院远东分院国家海洋生物学中心和太平洋地理研究所、西伯利亚分院催化研究所，韩国仁荷大学、爱沙尼亚科学院、爱沙尼亚物理化学和生物物理研究所、希腊克里特大学等都参与了研究工作。