În martie 2008, peste o sută de oameni de știință din întreaga lume s-au întâlnit în Elveția la conferința „nanoECO” pentru a discuta despre impactul asupra mediului al nanoparticulelor sintetizate. Deși nano-ecotoxicologia este un domeniu tânăr de cercetare, au fost prezentate rezultate interesante și importante. Desigur, accentul a fost pus pe probleme nerezolvate: cum și în ce cantități intră în mediu nanoparticulele din „nanoproduse”; care va fi, de exemplu, nivelul de poluare al râurilor, al solului; ce metode analitice pot fi utilizate eficient?

Problema aplicabilității metodelor de cercetare este foarte importantă. H.Krug în raportul său a subliniat că datele privind toxicitatea nanotuburilor de carbon (CNT), împreună cu impuritățile metalice prezente în acestea (un efect recunoscut), pot fi afectate și de reactivii utilizați pentru experimente. in vitro! În acest caz, concluziile despre pericolele nanotuburilor se pot dovedi a fi false. Prin urmare, atunci când se evaluează toxicitatea, este foarte important să se caracterizeze corect nu numai nanomaterialele în sine, ci și metodele analitice utilizate în studii.

Chimie „verde”, energie „verde”... Acești termeni au apărut la sfârșitul secolului trecut și au devenit imediat foarte populari. În ultimii ani, interesul pentru tehnologiile ecologice care economisesc resursele ecologice a crescut enorm, iar investițiile în firmele de tehnologie ecologică sunt în continuă creștere. „Nanotehnologia verde” este dedicată raportului lui B.Karn. Nanotehnologia verde, după cum explică autorul, este o modalitate de a crea și utiliza nanomateriale și nanoproduse fără a dăuna mediului și sănătății umane. Astfel, pe de o parte, nanotehnologia verde se referă la producția de nanomateriale și produse folosind principiile chimiei verzi și tehnologiilor verzi (care îmbunătățește mediul în mod indirect), iar pe de altă parte, crearea de nanoproduse care sunt direct implicate în rezolvarea probleme trecute, prezente și viitoare, legate de protecția naturii și a sănătății umane (de exemplu, adsorbanți pentru tratarea apei uzate sau potabile, noi catalizatori, sisteme energetice).

Rezultatele simulării pe computer a transportului celor mai comune trei tipuri de nanoparticule (nano-Ag, nano-TiO 2 și CNT), prezentate în raportul oamenilor de știință elvețieni B.Nowack și N.Mueller, s-au dovedit a fi atât de interesante. că au fost complet publicate în revista „Environmental Science & Technology” și comentate în numărul din iunie al Nature Nanotechnology. Să le luăm în considerare mai detaliat.

Nanoparticulele Ag și TiO2 sunt cele mai utilizate în produsele de larg consum. Se crede că nano-argintul are proprietăți antimicrobiene, antifungice și alte proprietăți benefice, iar nano-TiO 2 este produs în cantități mari pentru a fi utilizat în vopsele și acoperiri antimicrobiene, antifouling, și cosmetice ca absorbant UV (numai Australia are mai multe 300 de produse de protecție solară înregistrate care conțin nanoparticule de TiO2). Cel de-al treilea nanomaterial studiat - nanotuburi de carbon - nu trebuie prezentat cititorilor noștri obișnuiți.

Modelul a folosit următoarele date de intrare: estimări ale producției globale, concentrațiile de nanoparticule în diferite produse, randamentele de nanoparticule din produse și parametrii de flux către mediu (de la incineratoare de deșeuri, depozite de deșeuri și/sau stații de tratare a apelor uzate) și între zone (aer, sol, apă). Se ia în considerare întregul ciclu de utilizare a produselor care conțin nanoparticule, de la producție până la eliminare. Acest tip de model este utilizat în mod obișnuit pentru a determina expunerea la produse chimice.

Autorii au realizat o evaluare a riscurilor pentru trei zone ale mediului - apa (râuri și lacuri), aer, sol din Elveția (Fig. 1). Au fost luate în considerare două scenarii - realiste ( RE - realist) pe baza informațiilor disponibile și cel mai rău ( HE - expunere mare) pe baza estimărilor care sugerează concentrații mai mari. Rezultatele au fost comparate cu valori care, conform studiilor toxicologice, nu produc efecte adverse ( PNEC - concentrație estimată fără efect). Riscul a fost exprimat ca raport dintre concentrația estimată de mediu PEC ( PEC - concentrații prognozate în mediu) către PNEC. Materialele pentru care acest raport este mai mic de unu sunt considerate sigure.

Fig.1. Posibila distribuție a nanomaterialelor în mediu (aer; sol, vegetație; sol acoperit cu vegetație; apă; sedimente)

Din păcate, nu este posibil să găsiți o listă cu toate produsele care conțin nanoparticule. Mulți producători nu informează despre disponibilitatea lor. Este probabil ca situația să se schimbe în bine în următorii ani, dar, deocamdată, autorii au folosit parametri pentru analiză, dintre care unii sunt prezentați în Tabelul 1.

Tabelul 1. Parametrii utilizați în simularea transportului de nanoparticule în Elveția

Nanoparticule	Categorie produs	% din total	Metoda de selecție	%	Zona de selecție
Nano-Ag	textile	10	abraziunea în uz spala abraziunea eliminarea descompunere	5	aer Curățarea canalelor de scurgere incinerarea gunoiului sistem viu sistem viu sistem viu
	produse cosmetice	25	utilizare eliminarea	95	Curățarea canalelor de scurgere incinerarea gunoiului
	aerosoli curățători	15	utilizare eliminarea abraziune	95	aer, canalizare, sol incinerarea gunoiului Curățarea canalelor de scurgere
	produse metalice	5	eliminarea descompunere abraziune	47,5	sistem viu incinerarea gunoiului sistem viu Curățarea canalelor de scurgere
	materiale plastice	10	eliminarea descompunere	50	incinerarea gunoiului sistem viu sol, ape uzate
			descompunere eliminarea	45	sistem viu loc de eliminare
nano-TiO2	materiale plastice	2	abraziune eliminarea	5	aer, apa reziduala incinerarea gunoiului
	produse cosmetice	60	utilizare eliminarea	95	apă uzată, apă incinerarea gunoiului
	acoperiri	2	utilizare eliminarea	95	canalizare, aer incinerarea gunoiului
	metale	1	abraziune eliminarea	5	ape uzate sistem viu incinerarea gunoiului
	depozitare/ producere de energie	10	eliminarea	25	incinerarea gunoiului sistem viu
		25	eliminarea	50	ape uzate, sol loc de eliminare
UNT	materiale plastice, sport Echipamente	50	abraziune eliminarea	5	aer incinerarea gunoiului
	electronice, baterii	50	reciclare eliminarea	40	sistem viu incinerarea gunoiului loc de eliminare
			export	50	sistem viu

masa 2 sunt afișate valorile PEC obținute pentru două scenarii (RE și HE).

Tabelul 3

	Evaluarea riscurilor (PEC/PNEC) în mediu
	Nano-Ag		Nano - TiO2		UNT
	RE	EL	RE	EL	RE	EL
Aer	N / A	N / A	0,0015	0,004	1,5x10 -5	2,3x10 -3
Apă	0,0008	0,002	>0,7	>16	0,005	0,008
Pamantul	dar	dar	dar	dar	dar	dar

dar– nedeterminat din lipsa datelor ecotoxicologice

După cum se vede din tabel. 2, valorile PEC pentru CNT-uri sunt cele mai mici (deși, desigur, situația se poate schimba în viitor cu o creștere a producției). Conținutul de aer este scăzut pentru toate cele trei tipuri de nanoparticule. Particulele de nano-argint și oxid de nanotitan se găsesc în principal în apă și sol, în timp ce conținutul de nano-Ag este de 20-200 de ori mai mic decât cel de nano-TiO 2 . CNT-urile practic nu intră în apă.

Pe baza valorilor PEC obținute, este acum posibil să se determine care nanoparticule prezintă cel mai mare risc și unde (Tabelul 3).

Rezultatele simulării arată că în prezent, CNT-urile nu prezintă un risc pentru mediu. Cea mai mare parte a produselor care conțin nanotuburi este fie reciclată, fie ajunge în instalațiile de incinerare a deșeurilor, unde CNT-urile se ard aproape complet în prezența oxigenului (temperatura din plante este de aproximativ 850 o C). Dar raportul PEC/PNEC pentru nano-TiO 2 din apă se apropie de unul sau chiar mai mult, indicând un risc semnificativ.

Desigur, acestea sunt rezultate preliminare. De exemplu, transformarea, degradarea și bioacumularea nanoparticulelor nu sunt luate în considerare în mod deliberat, deși aceste procese pot juca un rol important. Emisiile de la locurile de producție nu sunt luate în considerare. Cu toate acestea, rezultatele oferă o evaluare a riscurilor și pot servi ca punct de plecare pentru studii ulterioare, care, printre altele, vor reflecta mai pe deplin proprietățile specifice ale nanoparticulelor.

• 1.nanoECO. Nanoparticule în mediu. Implicații și aplicații 2–7 martie 2008 Centro Stefano Franscini Monte Verità Ascona, Elveția
• 2.H.F. Krug et al., NanoECO Book of Abstracts 2–7 martie 2008, p.53
• 3. B. Karn. Cartea de rezumate nanoECO 2–7 martie 2008, p.77
• 4. N. Mueller, B. Nowack., Environ. sci. Tehnol. 42, 4447 (2008)
• 5. M. Scheringer, Nature Nanotechnol. 3, 332 (2008)

Textul lucrării este plasat fără imagini și formule.
Versiunea completă a lucrării este disponibilă în fila „Fișiere de locuri de muncă” în format PDF

1. Introducere.

Se poate presupune că eliminarea completă a efectelor nocive ale activității umane asupra mediului poate fi prevenită.

În primul rând, prin saturarea ecosferei cu roboți moleculari ordonați care transformă deșeurile umane în materii prime.

În al doilea rând, prin transferul industriei și agriculturii către metode nanotehnologice fără deșeuri.

Problema ecologiei a ocupat omenirea din cele mai vechi timpuri. Și odată cu creșterea progresului, respectiv, a poluării mediului, problemele de mediu devin din ce în ce mai importante. Recent, ei încearcă din ce în ce mai mult să rezolve cu ajutorul nanotehnologiei.

Nanotehnologia este un domeniu al științei și tehnologiei care se ocupă cu un set de metode de cercetare teoretică și practică, analiză și sinteză, precum și metode de fabricare și utilizare a produselor care au o structură atomică dată. Producerea unor astfel de produse se realizează prin manipularea controlată a moleculelor și atomilor individuali. Utilizarea nanotehnologiei ajută la reducerea semnificativă a poluării mediului. Metodele nanotehnologiei sunt utilizate în diverse domenii în multe țări ale lumii.

Cu toate acestea, nanotehnologia este o știință nouă și, în ciuda avantajelor și meritelor sale, provoacă și îngrijorare. Cu toate acestea, orice medalion are întotdeauna două laturi, prin urmare, în ciuda numeroaselor efecte pozitive evidente ale nanotehnologiilor asupra vieții oamenilor moderni, nanoparticulele pot provoca, de asemenea, daune atunci când sunt utilizate în anumite industrii. Nanotehnologia este acum folosită în aproape toate sferele vieții moderne. Nanoparticulele sunt folosite, de exemplu, chiar și în cosmetică și parfumerie. De exemplu, nanoparticulele de oxid de titan se găsesc în unele creme de protecție solară. Aceste nanoparticule absorb radiațiile ultraviolete cu mare eficiență, ceea ce face, fără îndoială, astfel de creme mult mai eficiente decât cele convenționale. Cu toate acestea, au fost efectuate studii ulterioare care au arătat că, de exemplu, nanotuburile de carbon au avut un efect dăunător asupra șobolanilor. Nanotuburile de carbon, care au pătruns în plămânii șobolanilor, au cauzat tulburări severe și apoi au fost transportate de sânge în tot corpul.

Principala problemă este că nanoparticulele pătrund în absolut toate filtrele de curățare care există astăzi. Prin urmare, pe măsură ce utilizarea nanotehnologiei devine din ce în ce mai activă, va exista un fel de revoluție în ecologie. Vor fi create filtre speciale pentru a capta nanoparticulele.

Deoarece nanotehnologiile aparent ușurează viața unei persoane, se poate presupune că, în primul rând, nanotehnologiile vor fi utilizate nu în toate industriile, ci numai în cele în care este necesar. Și, în al doilea rând, în curând va fi studiat impactul negativ al nanoparticulelor și vor fi inventate noi metode de protecție.

Locul nanotehnologiilor între ramurile cunoașterii

2. Partea principală

2.1 Nanoistorie

Tehnologia determină calitatea vieții pentru fiecare dintre noi și puterea stării în care trăim.

400 î.Hr filozoful grec Democrit a folosit pentru prima dată cuvântul „atom”;

1704 Isaac Newton - presupuneri despre studiul „misterului corpusculilor”;

1959 Richard Feyman - presupunerea mișcării mecanice a atomilor unici;

1974 Norio Taniguchi a folosit pentru prima dată termenul de „nanotehnologie”;

1980 Eric Drexler a folosit termenul.

2.2 Probleme de ecologie.

2.2.1 Problema ecologiei datorată nanotehnologiei.

În timpul nostru, doar leneșul nu vorbește despre perspectivele nanotehnologiei. Oricine este interesat de acest subiect va găsi instantaneu informații despre fulerene și puncte cuantice, despre nanotuburi, care sunt de 60 de ori mai puternice decât oțelul și pot rezista la o temperatură de 2500 de grade și o presiune de 6000 de atmosfere. Au fost scrise zeci de articole analitice despre avantajele fantastice ale produselor nanoindustrie. Și despre pericolele imprevizibile. Datorită dimensiunii și proprietăților lor unice, nanoparticulele din produsele fabricate necesită un studiu atent - dacă pot pătrunde în corpul uman și, dacă da, cât timp vor rămâne acolo. În plus, este necesar să se studieze comportamentul și mișcarea nanoparticulelor în mediu și, cel mai important, dacă aceste materiale vor afecta sănătatea umană și starea naturii.

O altă problemă este studiul comportamentului nanoparticulelor în apă. În acest moment, această problemă este slab dezvoltată. Problema este complicată de faptul că sunt necesare studii cuprinzătoare asupra capacității fiecărui tip de sol sau a filtrelor artificiale de a reține anumite nanoparticule. Această problemă este în prezent investigată de oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Georgia (Institutul de Tehnologie din Georgia). Ei au efectuat o serie de experimente, în timpul cărora apa care conținea fulerene a fost trecută prin baloane pline cu nisip, pământ, microgranule de sticlă și alte materiale. S-a dovedit că nisipul reține până la 80% din nanoparticule, dar oamenii de știință au ajuns și la concluzia că filtrarea este afectată de compoziția apei. Prezența acidului humic sau a agenților tensioactivi în apă va permite nanoparticulelor să treacă liber prin nisip.

În general, imaginea apărută pe baza analizei datelor cercetării ne permite să concluzionăm că nanotehnologiile nu sunt atât de dăunătoare pe cât s-ar putea presupune: nanoparticulele nu otrăvește pământul și apa, iar intrarea lor în organism nu este fatală și poate fi limitat de sistemele de filtrare. Istoria problemelor de mediu și sociale ale nanotehnologiei nu este nouă - idei similare au apărut acum câteva sute de ani.

Desigur, nu ar trebui să considerați viitorul tehnologiei roz și haotic. O înțelegere corectă a nanoproceselor și a efectelor secundare, crearea sistemelor de filtrare de ultimă generație, restricționarea producătorilor și teroriștilor fără scrupule sunt doar câteva dintre elementele de pe lista sarcinilor pe care trebuie să le rezolvăm. Cu toate acestea, ar trebui să fim conștienți de faptul că beneficiile utilizării nanotehnologiei vor depăși posibilele dificultăți în calea implementării acesteia.

Oamenii de știință de la Universitatea Purdue din Statele Unite au ajuns la concluzia că nanoparticulele care intră în sol nu vor provoca daune vizibile ecosistemului. Au fost efectuate o serie de experimente în care au fost plasate fulerene în diverse tipuri de sol și apoi au fost investigate comportamentul acestora și efectul lor asupra microorganismelor și mineralelor. Să le reamintim cititorilor noștri că fulerenele sunt poliedre sferice cadru compuse din pentagoane regulate și hexagoane cu atomi de carbon la vârfuri. Schimbările semnificative ar putea fi fatale pentru elementele lanțurilor trofice ale plantelor. Cu toate acestea, rezultatele observațiilor arată că nu produce nicio dinamică negativă: microorganismele sunt vii și bine, echilibrul substanțelor nu este afectat.

O altă problemă globală poate fi prezența nanoparticulelor în atmosferă. Potrivit oamenilor de știință americani, aceste particule, care reflectă razele soarelui, pot schimba clima planetei, provocând o altă eră glaciară. Deja acum există informații despre impactul lor semnificativ asupra condițiilor meteorologice, și nu întotdeauna pozitive.Una dintre întrebările puse atât de oamenii de știință, cât și de oamenii obișnuiți, în special locuitorii mega-orașelor, este aerul pe care îl respirăm. Nu este un secret că prezența unui număr mare de boli de bronșită cronică și astm bronșic, inclusiv cazurile congenitale ale acestei boli, se explică prin emisiile toxice și poluate în atmosfera întreprinderilor industriale și a dispozitivelor de uz casnic. Imaginea lumii în care, pentru a nu muri de cancer pulmonar la vârsta de 30 de ani, trebuie să respiri printr-un filtru, înfățișată de Stephen King în „Running Man” nu este atât de fantastică.

2.2.2 Problema ecologiei datorată omului.

Consecințele problemelor de mediu datorate omului

Încălzire globală

Una dintre cele mai importante probleme de mediu este creșterea pe termen lung a temperaturii medii a atmosferei planetei noastre. Pentru perioada 1960-2000. această valoare a crescut cu aproximativ 0,5, iar această creștere a devenit deosebit de stabilă în anii 1980. Oamenii de știință sunt siguri că motivul principal al acestei creșteri este cantitatea din ce în ce mai mare de combustibil ars (cărbune, petrol etc.), fabrici industriale, mașini etc. Produșii de ardere (dioxid de carbon, metan etc.) și interacțiunea lor cu radiația solară sunt principalii factori de creștere a temperaturii atmosferice (efect de seră).

Prin urmare, de multă vreme principala problemă a ecologiei a fost reducerea nivelului de consum al așa-numiților combustibili fosili (petrol și cărbune), care ar trebui să reducă și cantitatea de monoxid de carbon și alți produși de ardere emise în atmosferă. Prin urmare, căutarea surselor alternative de energie și dezvoltarea unor metode eficiente de conservare și transfer de energie (de exemplu, crearea de baterii solare și celule de combustie de un nou tip) au devenit o sarcină științifică și tehnică importantă. Recent, a devenit clar că utilizarea nanotuburilor de carbon poate duce la o creștere semnificativă a eficienței convertoarelor de energie solară existente. În plus, s-a constatat că nanotuburile de carbon pot adsorbi cantități mari de hidrogen foarte eficient, ceea ce a intensificat imediat diverse studii legate de dezvoltarea pilelor de combustie, bateriilor și altele asemenea.

Distrugerea stratului de ozon.

O altă problemă importantă de mediu este conservarea stratului de ozon al atmosferei, care se află la o altitudine de aproximativ 20 de kilometri și joacă un rol extrem de important în protejarea suprafeței planetei de radiațiile ultraviolete de la Soare. Se știe că în ultimii ani stratul de ozon este distrus sub influența multor substanțe chimice folosite în viața de zi cu zi și în industrie. Rolul principal în procesele de distrugere a stratului de ozon îl au freonii, care nu sunt „naturali”, ci produse artificiale și sunt produse de industria chimică în diverse scopuri (aerosoli, agenți frigorifici, unități de aer condiționat etc.).

O scădere cu 1% a stratului de ozon duce imediat la o creștere a incidenței cancerului de piele cu 3-6% și a leucemiei cu 1%. O scădere cu 10% a stratului de ozon ar avea consecințe catastrofale, întrucât, potrivit unor previziuni, numărul bolnavilor de cancer de piele ar crește imediat cu 20%, iar numărul bolnavilor de leucemie cu 1,6-1,7 milioane de persoane. De aproximativ 10 ani, a existat o distrugere vizibilă a stratului de ozon, pe care oamenii de știință o atribuie eliberării tot mai mari a diverșilor compuși freon în atmosferă. Cea mai bună soluție la problemă ar fi, desigur, interzicerea completă a utilizării freonilor, dar acest lucru este nerealist, iar în vremea noastră există o căutare intensă de substanțe care ar putea înlocui freonii în diverse aplicații. Nanotehnologiile pot oferi metode destul de eficiente pentru rezolvarea acestei probleme.

ploaie acidă

O problemă de mediu foarte gravă pentru multe țări (și în special pentru Japonia) sunt așa-numitele ploi acide (adică ploile în care acidul sulfuric și clorhidric cad împreună cu apa). Motivul apariției unor astfel de ploi a fost că o mare cantitate de deșeuri din producția industrială a gazelor de eșapament auto intră în atmosferă. Astfel de deșeuri pot forma o varietate de oxizi de sulf și azot în norii de ploaie (), care reacționează cu vaporii de apă, rezultând o soluție slabă de acizi în loc de ploaie.

Pentru Japonia, astfel de ploi acide a fost o problemă de la sfârșitul anilor 1990. Conform statisticilor referitoare la regiunile centrale ale Japoniei, numărul bolilor respiratorii a crescut brusc în această perioadă, deși trebuie menționat că încă din 1974 în regiunea Tohoku, în timpul ploii acide, s-au înregistrat încă 30.000 de pacienți care se plâng de vizual. tulburări și boli ale pielii.

Cel mai radical mijloc de combatere a ploilor acide ar fi trecerea la noi surse de energie care nu sunt asociate cu arderea petrolului, cărbunelui etc. Nanotehnologiile deschid perspective largi pentru creșterea eficienței.

2.2.3 Rezolvarea problemelor de mediu cu ajutorul nanotehnologiei.

Nanotehnologie verde.

Nanotehnologia are potențialul de a schimba procesele de producție în două moduri. În primul rând, prin reducerea rapidă a deșeurilor de producție și creșterea eficienței acesteia. În al doilea rând, prin utilizarea nanomaterialelor ca catalizatori, care vor crește eficiența proceselor de producție și vor scăpa de materialele toxice și murdare, precum și de produsele finite.

Nanotehnologiile „verzi” sunt tehnologii care utilizează procese chimice și tehnologice ecologice. În mod ideal, nanotehnologia verde ar trebui să îmbunătățească procesele de fabricație, cerințele materialelor, procedurile chimice și să înlocuiască substanțele și procesele nesigure actuale. Acest lucru va reduce costurile de energie și materiale.

Importanța chimiei „verzi” și a tehnologiilor „verzi” a fost apreciată în 2005, când Premiul Nobel pentru Chimie „pentru contribuția sa la dezvoltarea metodei de metateză în sinteza organică” a fost acordat lui Robert Grubbs de la Institutul de Tehnologie din California. (SUA), Richard Schrock de la Massachusetts Institute of Technology (SUA) și Yves Chauvin de la Petroleum Institute (Franța). Metateza înseamnă o astfel de „schimbare” a unei perechi de legături chimice, în care are loc o rearanjare a atomilor, adică scheletul de carbon al uneia sau două molecule se schimbă.

SOLUȚII VERZI PENTRU ORAȘELE VIITORULUI

Nu există reguli internaționale pentru construcția ecologică. Fiecare rezolvă problema economisirii resurselor și reducerii emisiilor de gaze cu efect de seră în felul său. Revista National Geographic a cules zece exemple izbitoare în acest sens (3 exemple mai jos):

1) Singapore.

În Singapore, există Gardens by the Bay unice, care acoperă 1 milion m². Complexul a fost creat nu numai pentru frumusețe și relaxare, ci și pentru a reduce efectul supraîncălzirii locale.

Locul central este acordat atriumului de sticlă, unde există aproximativ 220 de mii de specii de vegetație (80% din speciile de plante ale lumii, conform Consiliului Parcului Național din Singapore).

În exterior, se află un crâng de 18 „supercopaci” - grădini verticale de până la 50 m înălțime, care colectează apa de ploaie, filtrează gazele de eșapament și reciclează energia solară, luminându-se noaptea.

Efectul supraîncălzirii localizate apare în orașe datorită faptului că pavajul, asfaltul și betonul absorb căldura. Potrivit Agenției pentru Protecția Mediului din SUA, temperatura medie anuală a milionarului este cu aproximativ 3 ˚С mai mare decât în ​​zonele rurale învecinate. Efectul atinge apogeul în cele mai fierbinți zile ale verii datorită utilizării pe scară largă a aparatelor de aer condiționat.

Valoarea vegetației din zonele urbane depășește răcirea și umbra. Plantațiile urbane ajută la îmbunătățirea calității aerului și a apei prin mecanisme naturale de filtrare. De exemplu, un studiu recent a arătat că ierburile, iederele și alte plante (nu doar copacii) pot reduce dioxidul de azot și particulele din aer cu până la 40% și, respectiv, 60%.

2) New York

„Barja științei”, care poate fi găsită pe râul Hudson din New York, este o sală de clasă de școală și o seră. Alimentată cu energie solară, eoliană și biocombustibil, barja, construită în 2007, se mândrește cu zero emisii de gaze cu efect de seră.Legumele sunt cultivate prin hidroponie, plantele obțin toți nutrienții de care au nevoie din apă: un sol bun (și solul în general) nu este ușor de găsit. în zonele urbane. Pentru irigații se folosesc apa de ploaie și apă purificată de râu, pesticidele sunt interzise. New York Sun Works a inventat barja ca prototip pentru o grădină autosusținută care poate fi amenajată pe acoperișul unei clădiri.

Primul sat ecologic din Marea Britanie a fost deschis la Londra în 2002. Complexul BedZED este format din sute de case și vizite la birou. Grădinile de pe acoperiș, materialele de construcție reciclate, izolarea termică eficientă, reciclarea mai rapidă, distanțele foarte apropiate dintre casă și locul de muncă au contribuit la reducerea la jumătate a amprentei de carbon a așezării față de cea a unui oraș obișnuit.

Consiliul Internațional de Nanotehnologie

În 2004, pasionații au înființat o organizație internațională - Consiliul Internațional pentru Nanotehnologie (ICON), care colectează și difuzează toate informațiile disponibile despre nanotehnologie. Membrii acestei organizații încearcă să evalueze avantajele și dezavantajele nanotehnologiei (de exemplu, riscurile de mediu) și să difuzeze informații despre aceasta.

2.2.4 Soluția chimică nanotehnologică a problemei.

Suprafata cu autocuratare

O astfel de suprafață se numește nanograss, este un set de nanofire paralele (nanorods) de aceeași lungime, situate la o distanță egală unul de celălalt.

Auto-curățarea unei suprafețe pufoase de particulele de murdărie se numește „efectul de lotus”.

Aplicație:

Suprafețe și acoperiri cu autocurățare

Compușii moleculari ai formelor alotrope de carbon.

Compuși moleculari ai formelor alotrope de carbon sub formă de poliedre închise. O moleculă de fullerenă este formată din 60 de atomi de carbon. Diametrul lui C60 este de aproximativ 1 nm.

Aplicație:

Vopsele ignifuge;

diamante artificiale;

Medicamente noi;

baterii.

oxid de titan

Oxidul de titan are o activitate catalitică puternică. În prezența radiațiilor ultraviolete, descompune moleculele de apă în radicali liberi.

Aplicație:

Purificarea apei, aerului, diferitelor suprafețe din compuși organici;

Ochelari cu autocurățare

3. Concluzie.

Am avut o idee cum să construiesc instalații de purificare care vor purifica aerul din întreaga lume.

De exemplu, voi cita clădiri care vor fi construite în centru, lângă poluanți și la periferia orașelor, în care vor fi instalate condensatoare speciale și se vor cultiva un număr mare de plante care vor purifica aerul.

instalație de epurare

Generator de instalații de purificare

Exemplu și proces de generator primitiv:

Descrierea funcționării generatorului în stația de epurare.

Când curentul continuu este pornit în apă, are loc următoarea reacție:

Distribuția instalațiilor de tratament

Este posibil ca unele materiale noi să prezinte un risc pentru producători și consumatori, precum și pentru societate și mediu. Prin urmare, oamenii de știință se străduiesc să studieze riscurile potențiale asociate noilor nanotehnologii cât mai atent și cuprinzător posibil, pentru a garanta siguranța utilizării acestora.

Dezvoltarea nanotehnologiilor continuă și este foarte posibil ca omenirea să rezolve cu adevărat problemele globale cu ajutorul lor.

Lista surselor și literaturii utilizate.

https://www.nps.gov/index.htm Serviciul Parcului Național

http://respondent.ru

http://ria.ru/science/20081203/156376525.html#ixzz2orCoTJVk

NANO? Este ușor!//RUSNANO [Resursa electronică]. - Electron. revistă - 2012. - Mod de acces: http://popular.rusnano.com/

Krutko VN Problema evaluării riscului nanotehnologiei: aspecte metodologice / VN Krutko, EV Pucillo, A. Ya. Chizhov // Vestn. Ros. Universitatea Prietenia Popoarelor. Ser. Ecologia și siguranța vieții-activitate. - 2014. - Nr 4. - S. 55-61. - Bibliografie: 5 titluri.

Dugin G.S. Nanotehnologia și posibilul său impact negativ asupra mediului / G.S. Dugin // Probleme de securitate și situații de urgență. - 2009. - Nr 5. - S. 33-37. - Bibliografie: 7 titluri.

Galchenko Yu. P. Nanoparticulele tehnogene ca factor de mediu non-periodic / Yu. P. Galchenko //Ekol. sisteme si dispozitive. - 2014. - Nr 1. - S. 18-22. - Bibliografie: 5 titluri.

Nanotehnologia în următorul deceniu / Ed. M.K. Roco, R.S. Williams, P. Alivisatos. M., 2012.

Ibragimov I. M. Aplicarea nanotehnologiei pentru protecția mediului / I. M. Ibragimov, E. A. Perfilova // Izv. Acad. balul de absolvire. ecologie. - 2015. - Nr 3. - S. 76.

Nanotehnologia pentru mine este în primul rând a) o varietate de senzori și b) computere cu consum redus de energie și putere mare de calcul.

În termen de cinci ani, vor exista progrese uriașe în senzorii tuturor simțurilor și într-o versiune mobilă. Tehnologia militară va fi foarte repede în posesia multor, multor oameni - în telefoane cu cameră, telenetbook-uri și alte dispozitive ciudate. Matrici optice avansate, optică avansată, mecanică avansată pentru toate acestea pentru a focaliza și urmări instantaneu subiectul, putere de calcul uriașă pentru procesarea video, memorie fără fund care va înghiți orice flux video și îl va stoca cu atenție, sisteme torrent distribuite care vor transmite toate videoclipurile pt. cei interesati. Chip-uri olfactive care miros tot ce este interesant pentru proprietarul lor și cu care va fi echipat fiecare telefon cu cameră, cititor de cărți, etc. GPS-ul omniprezent și navigația Galileo. Internetul omniprezent, „conexiune permanentă”. Microfoane care se aud de la distanțe mari. Fotografii clare prin orice ceață. Despre astfel de inovații tehnologice scriu în mod constant în jurnalul meu (și acum nici măcar nu ofer link-uri, totul s-a întâmplat). Și toate acestea sunt nanotehnologie.

Împuternicire suplimentară (transformarea fiecărui lamer într-un profesionist cool). Împuternicirea este atunci când acum am 200 g atârnat de centură. cameră gata să înregistreze HD. Și peste cinci ani, aproape toată lumea va avea asta, iar cei care sunt interesați în mod special vor avea a treia generație de camere în format Micro Four Thirds. De ce este important să fie HD? Pentru că este o bandă largă emoțională. Pe de altă parte, puțini spioni au genul de echipament pe care îl are astăzi orice adolescent înarmat cu un telefon mobil. Extrapolează acest lucru pentru încă cinci ani. Toți cetățenii vor fi echipați ca jurnaliști care vor să conducă o investigație jurnalistică cool. Analiza ADN-ului în cinci-zece ani nu va mai fi o problemă. Analizați pedigree-ul câinilor, păsărilor, precum și rudelor și politicienilor care trec pe acolo. Toate acestea sunt nanotehnologie.

Şi ce dacă? Acum, în Rusia, ziarele publică liber informații despre politicieni, din cauza cărora în țările decente acești politicieni încetează să mai fie astfel. Dar în Rusia nu se opresc. Și nu toată politica este publică.

Primul meu punct: împuternicirea face publice toate politicile, chiar dacă dezvăluirea guvernamentală tinde spre zero. Oamenii sunt curioși și au tendința de a împărtăși informații. Nanotehnologia va reduce rapid costul extragerii de informații interesante.

Destul de ciudat, cred că împuternicirea (când o persoană cu ajutorul tehnologiei începe să lucreze cu aceeași productivitate ca o echipă) are loc acum cu o viteză mult mai rapidă decât tehnologia ajută diverse grupuri prin dobândă. Inclusiv grupurile de interese politice. Toate aceste „rețele sociale” sunt la începutul călătoriei lor, deoarece rețelele sociale ar trebui să se bazeze pe tehnologii emoționale de bandă largă. Video, audio, 3D. În rețelele sociale, lumile virtuale nu s-au arătat încă în niciun fel. Este încă imposibil să intri în lumi virtuale după propria ta imagine, ai nevoie de avatare. Nu puteți organiza o întâlnire de familie la distanță pe aceeași tehnologie Cisco Telepresence pe care o transmite consiliul de administrație al unei companii mari (amintiți-vă ce vinde Cisco în această tehnologie: oameni în mărime naturală, contact vizual, voce fără întârziere și din dreapta) direcție, capacitatea de a menține un comportament standard în sală în timpul întâlnirii).

Tehnologiile webinarului sunt sumbre, întârzierile sunt dăunătoare discuțiilor normale. În serviciile de rețele sociale asincrone, nu există încă suport organizațional (cel puțin în sfera de urmărire a problemelor versiunii de bază a Trac) - nimeni nu poate încredința nimic nimănui și apoi verifica execuția (mă refer la teoria acțiunii comunicative a lui Habermas). ). Dar este normal. Software-ul, ca întotdeauna, rămâne în urmă. Pentru că echipamentul este aproape gata: camerele nu necesită iluminare specială, ecranele sunt realizate cu un reflector de buzunar de pe orice perete, traficul pe internet, după niște restricții inevitabile, va exploda din nou în nori. În cinci până la zece ani, acest echipament va costa un ban, iar software-ul va fi în continuare gratuit, așa cum este astăzi.

Și atunci sunt posibile scenarii interesante, precum cele pe care le-am observat în India în timpul lichidării regimului colonial. Numai că aceste scenarii nu vor fi la scară de țară, ci mai degrabă la nivel local. Dar în epicentrul acestor scenarii, puțini i se vor părea nimănui, pentru că va fi un asemenea fel de linșaj. Este vorba despre linșaj: nu pretind în niciun caz că tehnologia va lăsa loc celor mai bune proprietăți ale naturii umane. Mecanismul de aici este exact același ca în celebrul Maneki-neko, http://zhurnal.lib.ru/4/40_s_z/maneki.shtml, dar fiecare societate va primi din aceste tehnologii ceea ce merită în măsura barbarității sale .

Deși societatea sălbatică va avea mult mai multe oportunități de a deveni mai puțin sălbatică: noile tehnologii sunt în primul rând informaționale, ele promovează în primul rând procese educaționale, sub orice formă perversă (discuție a situațiilor foarte inestetice) au loc aceste procese educaționale. Politica este, în primul rând, educația maselor, mai mult, prin programe educaționale competitive. Acest tip de competiție din cele mai neașteptate părți îl vor oferi noile tehnologii. Concurența sălbăticiei și a civilizației de asemenea. Dar civilizația poate câștiga și dispute, așa cum barbarul câștigă de obicei într-o ciocnire fizică puternică.

Noile tehnologii se vor transforma în lumina zilei la fel de multă murdărie cât a văzut omenirea vreodată. Lumea nu este încă un sat mare de două ori - de două ori, pentru că pe lângă semnificația tradițională „toată lumea cunoaște pe toată lumea” există și o semnificație neașteptată - marea majoritate a locuitorilor planetei sunt încă săteni, chiar dacă s-au descurcat deja. să se mute în unele suburbii ale mega-oraselor. Lumea abia începe să se transforme în acest sat dublu. Și este bine că noile tehnologii sunt în primul rând tehnologii educaționale. Dar mai întâi, sălbaticii din sat vor avea împuternicire pentru planurile lor sălbatice („binele sălbatic”) și mijloacele pentru organizarea lor sălbatică în hoarde și numai atunci aceleași tehnologii vor transforma sălbaticii în oameni civilizați, folosindu-și abilitățile pentru bine („bun de civilizație”) scopuri . Aceleași tehnologii vor permite oamenilor civilizați să discute despre ce este exact acest „bun al civilizației” – și să nu ajungă la niciun consens.

Dar totul va începe cu transformarea tehnologiilor de inteligență în cele de masă. Nu toți oamenii pot obține o referință detaliată pe Internet despre vorbitorul actual la o întâlnire în care se iau decizii importante (inclusiv politice). Peste cinci ani, aceasta va fi o acțiune instinctivă. Și de multe ori se vor lua și alte decizii după aceea, „pe baza informațiilor” și nu pe baza informațiilor atent filtrate furnizate. Informația vrea să fie liberă, iar pe baza informațiilor eliberate, mulți, mulți oameni vor începe să ia cele mai neașteptate decizii.

Lumea se va schimba și se va schimba foarte dramatic. Nu spun că lumea se va schimba în bine toate(inclusiv politica) se va întâmpla mult mai rapid și mai divers, și nu mai bine sau mai rău. Și în centrul acestor schimbări se află nanotehnologiile - vă permit să obțineți lentile asferice ieftine, ei sunt cei care îi permit Intel în zilele noastre să demonstreze o nouă generație de procesoare pentru telefoane mobile care consumă de zece ori mai puțină energie, aceste nanotehnologii sunt cele care fac este posibil să se creeze proiectoare de buzunar de înaltă definiție și luminozitate, este nanotehnologia care face posibil să aveți multe ore de înregistrare video într-o unitate flash de dimensiunea unei unghii, este nanotehnologia care va transfera infrastructura de comunicații către optoelectronică, care este acum fiind dezvoltat pe rețele GRID costisitoare. Și apoi - banda largă emoțională, prin care noua politică va pătrunde în noi. Imaginați-vă doar un fel de tulburare studențească în cinci ani, în care fiecare student are dispozitive mobile la care armata acum doar visează. Și nicio oprire a internetului nu îi va amenința, deoarece rețelele mesh sunt și ele pe drum. Și fără „marcaje” în procesoare, pentru că deja apare și codul open source pentru procesoare.

Oh, hai să ne îmbătăm. Cu toate acestea, acest lucru este valabil pentru orice nivel de tehnologie: trecut, prezent, viitor. Oh, sufocă, sufocă, sufocă.

În cadrul conferinței dedicate problemelor de biosecuritate a nanotehnologiei, oamenii de știință au sugerat guvernului să adopte o anumită reglementare pentru controlul produselor din nanoindustrie.

Guvernele multor țări organizează astăzi conferințe speciale și alocă fonduri semnificative pentru a studia impactul nanotehnologiei asupra mediului.

Una dintre întrebările puse atât de oamenii de știință, cât și de oamenii obișnuiți, în special locuitorii mega-orașelor, este aerul pe care îl respirăm. Nu este un secret că prezența unui număr mare de boli de bronșită cronică și astm bronșic, inclusiv cazurile congenitale ale acestei boli, se explică prin emisiile toxice și poluate în atmosfera întreprinderilor industriale și a dispozitivelor de uz casnic.

În acest sens, oamenii de știință efectuează un studiu al comportamentului nanoparticulelor în atmosferă și al consecințelor inhalării lor de către oameni. În urma experimentelor pe rozătoarele de laborator, a fost dezvăluită o sensibilitate ridicată a celulelor epiteliale ale sistemului respirator la nanoparticule, care s-au acumulat în căile nazale ale animalelor de experiment, provocând rinită și alte boli mai grave.

Nu mai puțin se atrage atenția asupra problemei impactului nanomaterialelor asupra mediului. Astfel, a fost realizat un studiu privind riscul de mediu al cinci tipuri principale de nanomateriale, inclusiv nanotuburi, puncte cuantice și buckyballs. Cercetătorii au identificat diferite tipuri de riscuri de poluare pentru diferite operațiuni tehnologice, inclusiv producția de droguri, rafinarea petrolului. Pe baza datelor obținute, profesorul de protecția mediului conchide în articol că crearea de nanomateriale este mai puțin riscantă decât procesele industriale actuale.

Nanoparticulele care intră în sol nu vor provoca daune vizibile ecosistemului. Au fost efectuate o serie de experimente în care au fost plasate fulerene în diverse tipuri de sol și apoi au fost investigate comportamentul acestora și efectul lor asupra microorganismelor și mineralelor. Fulerenele sunt poliedre sferice cadru compuse din pentagoane regulate și hexagoane cu atomi de carbon la vârfuri. Schimbările semnificative ar putea fi fatale pentru elementele lanțurilor trofice ale plantelor. Cu toate acestea, rezultatele observațiilor au arătat că nu produce nicio dinamică negativă: microorganismele sunt vii și bine, echilibrul substanțelor nu este afectat.

Nanotehnologiile, desigur, contribuie la progresul tehnologic al omenirii - oamenii de știință raportează în mod regulat despre noile succese care pot schimba viața și viața oamenilor în bine. Dezvoltate folosind nanotehnologie, nanoparticulele pot ajuta la tratarea cancerului, dar unele nanoparticule, dimpotrivă, pot provoca cancer în corpul uman. Nanoparticulele de dioxid de titan (TiO2), care se găsesc acum în multe alimente, se acumulează în organism și duc la daune genetice sistemice. Nanoparticulele de dioxid de titan (TiO2) duc la ruperea ADN-ului simplu și dublu catenar, precum și la deteriorarea cromozomilor.

Odată ajunse în organism, nanoparticulele de titan se acumulează în diferite organe, deoarece nu există mecanisme pentru excreția lor în organism. Datorită dimensiunilor lor mici, pătrund cu ușurință în celule și încep să-și influențeze elementele.

Amploarea utilizării nanoparticulelor în producția de produse cosmetice crește în fiecare an și, conform producătorilor, nu este nimic în neregulă cu acest lucru. Unii ecologiști adoptă o poziție diferită. Utilizarea nanoparticulelor în produse cosmetice nu este mai puțin dăunătoare decât arsenul și aditivii de plumb, potrivit reprezentanților australieni ai organizației internaționale de mediu Friends of the Earth. În toate grupurile de testare ale produselor selectate aleatoriu, cercetătorii au găsit nanoparticule.

Nanotehnologia este folosită în cosmetică mult mai pe scară largă decât cred consumatorii. Pe lângă prezența nanoparticulelor, șaptezeci la sută dintre produsele testate conțin potențiatori chimici care facilitează pătrunderea nanoparticulelor prin piele în fluxul sanguin. Mulți producători și mărci populare de produse cosmetice nu au scăpat de acuzații. Nanoparticulele au fost găsite în produsele Clinic, Lacome, L "Oreal, Max Factor, Revlon, Yves San Laurent, în ciuda faptului că nu au fost indicate în compoziție. Dar producătorul de cosmetice Christian Dior nu a inclus doar nanoparticule în compoziția lui. produsele, dar și le-a indicat în lista de ingrediente.

Rezultatele studiului indică clar pericolele noilor produse cosmetice. În 2009, Uniunea Europeană a introdus o lege prin care toate cremele de protecție solară care conțin nanomateriale și nanoparticule să fie testate până în 2012.

Acest caz este departe de prima dată când ecologiștii și oamenii de știință ridică problema pericolului pe care îl poate reprezenta nanotehnologia modernă. În special, unii oameni de știință cred că apariția nanoparticulelor în atmosferă la scară industrială poate schimba clima Pământului și, de asemenea, avertizează asupra pericolelor consumului de alimente create cu ajutorul nanotehnologiei.

Oamenii de știință americani au descoperit o cantitate semnificativă de nanoparticule în atmosfera Pământului, care continuă să crească. În opinia lor, nanoparticulele, care reflectă razele soarelui, pot schimba serios clima de pe planetă, provocând o altă eră glaciară.

Conform ultimelor observații ale oamenilor de știință americani, în atmosfera planetei noastre există deja o cantitate semnificativă de nanoparticule, invizibile pentru ochi, dar care pot afecta ambele procese meteorologice.

Numărul de nanoparticule în diferite părți ale lumii este în creștere, dar motivul pentru care se întâmplă acest lucru rămâne un mister. Oamenii de știință au studiat modul în care se formează nanoparticulele și cum crește numărul lor atunci când interacționează cu diferiți vapori organici.

Cu toate acestea, au reușit să afle că unele tipuri de materie organică cresc rapid în atmosferă. Colectând în număr mare, ele reflectă lumina soarelui înapoi în spațiu - un fel de efect de seră invers. În plus, oamenii de știință notează că răspândirea nanoparticulelor în aer poate exacerba boli precum astmul, emfizemul și alte boli pulmonare.

În viitor, nanotehnologia poate juca un rol semnificativ în rezolvarea multor probleme legate de protecția mediului. Vorbim, în primul rând, despre utilizarea nanodispozitivelor în sistemele de cercetare și control al produselor și deșeurilor din diverse industrii chimice, despre crearea de noi tehnologii „curate” cu o producție minimă de deșeuri periculoase de producție, precum și despre reciclarea gunoiului în gropile de gunoi și curățarea corpurilor de apă poluate. În viitor, este planificată să se efectueze monitorizarea și prelucrarea continuă a unor suprafețe mari ale mediului pentru a le curăța de particulele foarte mici de poluanți conținute în apă (dimensiune< 300 нм) и в воздухе (< 20 нм).

De asemenea, ar trebui să se țină seama de faptul că materialele nanostructurate în sine pot provoca poluarea mediului care amenință sănătatea umană. Poluarea poate fi asociată atât cu tehnologia existentă (de exemplu, nanoparticulele din gazele de eșapament diesel), cât și cu noi substanțe sau procese tehnologice. În multe cazuri nanotehnologiei sunt procese de fabricație noi și pericolul lor potențial pentru mediu trebuie evaluat cu atenție.

Procesele fizico-chimice complexe care implică nanostructuri joacă un rol semnificativ în multe fenomene care determină izolarea, eliberarea, mobilitatea și biodisponibilitatea diferitelor substanțe (benefice și nocive) în mediu. Microprocesele care apar la interfețele dintre sistemele fizice naturale și cele biologice determină diverse probleme în medicină și biologie. Studiul dinamicii proceselor specifice nanostructurilor din sistemele naturale va permite nu numai înțelegerea mecanismelor de transfer și absorbție biologică a substanțelor, ci și utilizarea acestora pentru îmbunătățirea situației ecologice.

O mare varietate de nanoparticule naturale și substanțe nanostructurate sunt prezente în atmosferă, roci geologice, mediul acvatic și sistemele biologice, dar impactul lor asupra sănătății umane nu a fost încă studiat sistematic. În unele cazuri (de exemplu, la utilizarea fibrelor de cuarț și azbest), s-au constatat efectele nocive ale nanoparticulelor, în altele, pericolele potențiale par a fi nesemnificative. În plus, ar trebui să se țină seama de faptul că aerosolii din particule nanodimensionate sunt implicați în mod constant în diferite procese fizice și chimice atmosferice.

Nanotehnologie au avut deja un impact semnificativ asupra multor industrii legate de mediu și energie. Câteva exemple de astfel de tehnologii sunt prezentate mai jos.

Reducerea deșeurilor de producție și creșterea eficienței energetice

Cel mai vizibil progres s-a înregistrat în dezvoltarea de noi metode de cataliză, unde utilizarea reactivilor nanodimensionați în multe cazuri a făcut posibilă creșterea bruscă a eficienței reacțiilor catalitice (viteză, randament) atât în ​​sisteme omogene, cât și în cele eterogene. Utilizarea materialelor la scară nanometrică (de exemplu, aerogel sau xerogel V205) în catozii bateriilor cu litiu crește semnificativ capacitatea acestora, durata de viață și rata de încărcare/descărcare.

Materiale compozite ecologice

Compatibilitatea materialelor compozite cu incluziuni străine la scară nanometrică deschide posibilitatea producerii de materiale de înaltă calitate pentru scopuri speciale (de exemplu, pentru sisteme de filtrare). Pe baza unor astfel de compozite, este posibil să se creeze sisteme care se caracterizează prin rezistență crescută la influențele mediului, durată lungă de viață, costuri scăzute de întreținere și reparații și impact redus asupra mediului. Pe baza lor, este posibil să se producă structuri și dispozitive ușoare și mici, caracterizate printr-un consum redus de energie. Nanomaterialele compozite se caracterizează printr-o mare diversitate structurală și pot fi fie foarte simple (oțel cu incluziuni de oxizi sau nitruri), fie foarte complexe (compozite eterogene cu o structură predeterminată, foarte funcțională).

Reciclarea deșeurilor

Materialele nanostructurate sunt din ce în ce mai utilizate în procesele de prelucrare și eliminare a deșeurilor, de la oxidarea poluanților organici cu ajutorul particulelor de TiO2 până la legarea atomilor de metale grele de către absorbanții la scară nanometrică. În multe cazuri, particulele activate de radiații (în soluții sau aerosoli) pot fi utilizate ca agenți de oxidare. S-a descoperit recent că nanoparticulele de TiO2 iradiate cu UV pot purifica aerul de o varietate de poluanți, inclusiv compuși organici periculoși, celule, viruși și substanțe chimice toxice. Particulele nanozizate, după tratarea chimică adecvată a suprafeței lor (formarea de compuși derivați) cu liganzi sau reactivi, pot lega în mod eficient atomii de metale grele sau pot pasiva suprafețele contaminate. În plus, se presupune că nanotehnologiei va permite organizarea proceselor de producție chimică în așa fel încât să fie generate mai puține deșeuri în timpul acestora. În chimia suprafețelor, materialele sunt studiate cu suprafețe nanostructurate special concepute care vor asigura că reacțiile necesare sunt efectuate cu formarea unei cantități minime de deșeuri.

Conversie de energie

Procesele asociate cu obținerea energiei (inclusiv atât producția directă de energie electrică, cât și extragerea combustibilului care urmează a fi transportat) provoacă daune ireparabile mediului. Nanosistemele pot sta la baza producerii de energie pe surse regenerabile de energie, a căror funcționare generează mult mai puține deșeuri periculoase. Un exemplu este utilizarea materialelor la scară nanometrică sau mezo scară menționate mai sus în electrozii bateriei sau celulele de combustibil ale vehiculelor.