Vodní řasy si umí poradit s nanomateriály na bázi grafen oxidu

26. 09. 2019

Botanický ústav AV ČR společně s odborníky z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálu odhalili, že grafen, který patří k jednomu z nejzkoumanějších nanomateriálů současné vědy, může poškozovat řasy přítomné ve vodě. Zároveň zjistili, že se tyto vodní organismy umí bránit a vytvářejí si účinnou chemickou obranu. Výsledky studie publikoval nedávno odborný časopis Carbon.

Experimenty zkoumající jak různé chemické formy nanomateriálu mechanicky poškozují mikroorganismy, probíhaly na brněnském pracovišti Botanického ústavu. „Grafen funguje jako tenká žiletka, která narušuje membrány buněk," říká Blahoslav Maršálek z Oddělení experimentální fykologie a ekotoxikologie. Ukázalo se, že řasy si po několika hodinách dokázaly vytvořit obranu.

"Začaly produkovat proteiny a uhlovodíky a těmito molekulami obalily grafen oxid tak, že už jim nemohl dále škodit. Ukazuje se tedy, že environmentální riziko grafenových materiálů není až tak velké. V dlouhodobém měřítku jsou i velmi jednoduché organismy schopny se jim ubránit. Příroda si prostě umí s těmito nanomateriály poradit,“ shrnuje Blahoslav Maršálek, spoluautor studie publikované v odborném časopise Carbon.

Grafen je znám teprve krátce, Nobelova cena za jeho objev byla udělena v roce 2010. Je to uhlík ve vrstvě z atomu tak tenké, že je považován za pouze dvoudimenzionální materiál. Oxidovaný grafen má řadu unikátních vlastností a nabízí velký potenciál pro využití v biomedicíně, nových technologiích, energetice, odsolování mořské vody či odstraňování radionuklidů a dalších znečišťujících látek z vody.

Vědecká obec se proto dlouhodobě zabývá otázkou, zda oxidovaný grafen může negativně ovlivnit životní prostředí, konkrétně mikroorganismy přítomné v povrchových vodách. Cílem zmíněného výzkumu, jehož hlavní autor je Tomáš Malina z Botanického ústavu AV ČR a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálu, bylo právě nalezení mechanismu interakce těchto uhlíkových 2D materiálů s řasami a sinicemi, které jsou základní složkou v potravinovém řetězci ve vodním ekosystému.

Na titulním snímku dvourozměrná síť ideálního grafenu složená z atomů uhlíku

Připravila: Miroslava Dvořáková, Botanický ústav AV ČR, ve spolupráci s Markétou Růžičkovou, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: Alexaner AIUS, Creative Commons

Přečtěte si také

Biologicko-ekologické vědy

Vědecká pracoviště

Biologické centrum AV ČR
Botanický ústav AV ČR
Ústav výzkumu globální změny AV ČR
Ústav biologie obratlovců AV ČR

Výzkum v této oblasti je zaměřen na studium vztahů jak mezi organismy a prostředím, tak i mezi jednotlivými organismy; výsledky jsou využitelné v péči o životní prostředí. Studium zahrnuje terestrické, půdní a vodní ekosystémy a systémy parazit-hostitel. Výzkum je prováděn většinou na území ČR a přispívá tak k jejímu bio-ekologickému mapování. Dlouhodobá pozorování ve vybraných lokalitách se soustřeďují na typické ekosystémy studované z hlediska geobotaniky, hydrobiologie, entomologie, půdní biologie, chemie a mikrobiologie a na problematiku eutrofizace vybraných přehrad a jezer. V oblasti botaniky je studována taxonomie vyšších a nižších rostlin, zvláště řas, s využitím v oblasti ochrany přírody. Studium molekulární a buněčné biologie, genetiky, fyziologie a patogenů rostlin a hmyzu je předpokladem pro rozvoj rostlinných biotechnologií v zemědělství a využití hmyzu jako modelu pro obecně biologický výzkum. Botanický ústav též pečuje o Průhonický park, který je významnou součástí českého přírodního a kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 4 vědecké ústavy s přibližně 1030 zaměstnanci, z nichž je asi 380 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce

Vodní řasy si umí poradit s nanomateriály na bázi grafen oxidu

Přečtěte si také

Biologicko-ekologické vědy

Vědecká pracoviště

Newsletter