Nanomateriales de los dispositivos móviles e informáticos dañan las comunidades microbianas, poniendo en riesgo a los ecosistemas

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Shewanella oneidensis: Fuente:ETHZurich

 Ya lo anticipamos en post anteriores, y como casi siempre, no nos equivocamos. Reiteramos que el sentido común es muy importante en ciencia y tecnología, mientras que la persistente inclinación para acelerar las innovaciones en el sector tecnológico, y como corolario la competitividad de las empresas, soslaya gravemente verificar si sus procedimientos y materiales son dañinos para el medio ambiente y la salud humana.  Y reitero que en post, como en otros  precedentes, ya advertimos que actualmente la tecnología primero dispara y luego pregunta, soslayando el más mínimo principio de precaución. Primero el dinero y la economía, luego la tecnología y en último lugar el ser humano y el medio ambiente. ¿Nadie cuida de los ciudadanos?. No interesan, tan solo si consumen, es decir como consumidores. ¡Qué más da si  dañamos su salud o no!

Riesgos de los Nanomateriales para el Medio Ambiente: Biomagnificación en la Cadena Trófica (El Suelo Como Reservorio)

Nanomateriales y Contaminación Ambiental (Repercusiones sobre el Suelo)

Suelos y Nanopartículas: Un reto para el Futuro de la Ciencia del Suelo

 Resulta irónico que la se haya demostrado el daño de ciertas nanopartículas con unas bacterias que se había propuesto como candidata para la biosíntesis de las mismas, e incluso en los procesos de bioremediación para la descontaminación de suelos.   El tema es más serio de lo que parece ya que se trata de elementos que son considerados que iban a reinar durante tiempo en la manufactura de las baterías de litio. Resulta que estos últimos ingenios, hoy por hoy casi son imprescindibles  en los teléfonos móviles, agendas electrónicas, ordenadores portátiles, lectores de música, etc. Todo ello se traduce en toneladas y toneladas de basura electrónica.

Shewanella oneidensis, no había demostrado ser es precisamente una bacteria muy sensible a los contaminantes y otros estreses ambientales (ver al final del post lo que Wikipedia nos informa sobre ella). De hecho, para más inri, Shewanella oneidensis, pretendía utilizarse, reiteramos una vez más, como candidata en las nuevas tecnologías de biosíntesis de nanomateriales metálicos. Pues bien, tal microorganismo,  al ser expuesto a las nanopartículas, como la nota de prensa que reproducimos al final del post describe, y que además se encuentra a punto de  convertirse en el material dominante en las baterías de iones de litio de los susodichos dispositivos (que tan atractivos son para los ciudadanos), era severamente dañadas en su metabolismo y crecimiento. Tal hallazgo constata el posible potencial dañino de muchas nanopartículas. por lo que debiera comprobarse también su impacto directo en el ser humano. Los autores del estudio advierten que la deposición de los dispositivos que llevan estas baterías en los vertederos, podría infringir  graves daños al medio ambiente. Sin embargo la noticia soslaya  que, ingentes cantidades de esta basura electrónica van a parar ilegalmente a países del tercer mundo, en donde las criaturas más desheredadas pretenden rescatar todo lo posible para venderlo y tener algo que llevarse a la boca. Me temo, lo peor, como también venimos advirtiendo desde hace tiempo en post como los siguientes:

 Contaminación del Suelo por Basura Electrónica: Una Nueva Pandemia Ambiental en el Tercer Mundo,

Basura Electrónica Sin Fronteras: Un Nueva Forma de Lucha Contra la Contaminación Medioambiental y la Salud Humana de (…)

e-Basura, Internet, Esclavitud Infantil, Salud Pública y Cambio Climático

 Tengamos en cuenta que aún no se ha comprobado el efecto de una gran cantidad de productos que, desde hace algunos años, se encuentran cargados de nanomateriales. Por lo tanto, posiblemente se trata de la punta de uh iceberg (otro más), que nos puede estallar en la cara.

 Os dejo con la nota de prensa, algunos de cuyos párrafos hemos traducido rápidamente, usando el traductor Google, del suajili al castellano-español. Pido disculpas por las deficiencias de los mismos.

Juan José Ibáñez

Lithium battery catalyst found to harm key soil microorganism

Date: February 4, 2016; Source: University of Wisconsin-Madison

Summary: The material at the heart of the lithium ion batteries that power electric vehicles, laptop computers and smartphones has been shown to impair a key soil bacterium. The study is an early signal that the growing use of the new nanoscale materials used in the rechargeable batteries that power portable electronics and electric and hybrid vehicles may have untold environmental consequences.

 Shewanella oneidensis is a ubiquitous, globally distributed soil bacterium. In nature, the microbe thrives on metal ions, converting them to metals like iron that serve as nutrients for other microbes. The bacterium was shown to be harmed by the compound nickel manganese cobalt oxide, which is produced in nanoparticle form and is the material poised to become the dominant material in the lithium ion batteries that will power portable electronics and electric vehicles

 Oneidensis Shewanella es  batería del suelo muy ubicua que se encuentra practocamente presente en todos los tipos de suelos. En la naturaleza, el microbio que se nutre de iones metálicos, transformándolos de tal modo que como el hierro puede ser consumido como nutriente par otros microorganismos. La bacteria demostró ser dañada  por el compuesto de níquel cobalto óxido de manganeso, que se produce en forma de nanopartículas y que se encuentra a punto de  convertirse en el material dominante en las baterías de iones de litio en los aparatos electrónicos portátiles y vehículos eléctricos

 Shewanella oneidensis is a ubiquitous, globally distributed soil bacterium. In nature, the microbe thrives on metal ions, converting them to metals like iron that serve as nutrients for other microbes. The bacterium was shown to be harmed by the compound nickel manganese cobalt oxide, which is produced in nanoparticle form and is the material poised to become the dominant material in the lithium ion batteries that will power portable electronics and electric vehicles.

The material at the heart of the lithium ion batteries that power electric vehicles, laptop computers and smartphones has been shown to impair a key soil bacterium, according to new research published online in the journal Chemistry of Materials.

The study by researchers at the University of Wisconsin-Madison and the University of Minnesota is an early signal that the growing use of the new nanoscale materials used in the rechargeable batteries that power portable electronics and electric and hybrid vehicles may have untold environmental consequences.

Researchers led by UW-Madison chemistry Professor Robert J. Hamers explored the effects of the compound nickel manganese cobalt oxide (NMC), an emerging material manufactured in the form of nanoparticles that is being rapidly incorporated into lithium ion battery technology, on the common soil and sediment bacterium Shewanella oneidensis.

“As far as we know, this is the first study that’s looked at the environmental impact of these materials,” says Hamers, who collaborated with the laboratories of University of Minnesota chemist Christy Haynes and UW-Madison soil scientist Joel Pedersen to perform the new work.

NMC and other mixed metal oxides manufactured at the nanoscale are poised to become the dominant materials used to store energy for portable electronics and electric vehicles. The materials, notes Hamers, are cheap and effective.

Nickel is dirt cheap. It’s pretty good at energy storage. It is also toxic. So is cobalt,” Hamers says of the components of the metal compound that, when made in the form of nanoparticles, becomes an efficient cathode material in a battery, and one that recharges much more efficiently than a conventional battery due to its nanoscale properties.

Hamers, Haynes and Pedersen tested the effects of NMC on a hardy soil bacterium known for its ability to convert metal ions to nutrients. Ubiquitous in the environment and found worldwide, Shewanella oneidensis, says Haynes, is “particularly relevant for studies of potentially metal-releasing engineered nanomaterials.

You can imagine Shewanella both as a toxicity indicator species and as a potential bioremediator.”

Se puede imaginar Shewanella tanto como una especie indicadora toxicidad y como potencial bioremediator.

Subjected to the particles released by degrading NMC, the bacterium exhibited inhibited growth and respiration. “At the nanoscale, NMC dissolves incongruently,” says Haynes, releasing more nickel and cobalt than manganese. “We want to dig into this further and figure out how these ions impact bacterial gene expression, but that work is still underway.”

Haynes adds that “it is not reasonable to generalize the results from one bacterial strain to an entire ecosystem, but this may be the first ‘red flag’ that leads us to consider this more broadly.”

Sometido a las partículas liberadas mediante la degradación de NMC, la bacteria exhibió inhibió el crecimiento y la respiración. “A nanoescala, NMC disuelve incongruente”, dice Haynes, la liberación de más de níquel y cobalto de manganeso. “Queremos profundizar en este más allá y averiguar cómo estos iones afectan la expresión génica bacteriana, pero que el trabajo está todavía en curso.”

Haynes añade que “no es razonable generalizar los resultados a partir de una cepa bacteriana a todo un ecosistema, pero es el primer aviso o línea roja  que nos lleve a considerar ls `posibles amenazas de los nanomateriales , en términos generales

The group, which conducted the study under the auspices of the National Science Foundation-funded Center for Sustainable Nanotechnology at UW-Madison, also plans to study the effects of NMC on higher organisms.

According to Hamers, the big challenge will be keeping old lithium ion batteries out of landfills, where they will ultimately break down and may release their constituent materials into the environment.

De acuerdo con Hamers, el gran reto será mantener las baterías de iones de litio dersachadas fuera de los vertederos, en donde en última instancia, al romperse puede liberar sus materiales constituyentes en el medio ambiente…..

“There is a really good national infrastructure for recycling lead batteries,” he says. “However, as we move toward these cheaper materials there is no longer a strong economic force for recycling. But even if the economic drivers are such that you can use these new engineered materials, the idea is to keep them out of the landfills. There is going to be 75 to 80 pounds of these mixed metal oxides in the cathodes of an electric vehicle.”

Hamers argues that there are ways for industry to minimize the potential environmental effects of useful materials such as coatings, “the M&M strategy,” but the ultimate goal is to design new environmentally benign materials that are just as technologically effective.

Story Source: The above post is reprinted from materials provided by University of Wisconsin-Madison. The original item was written by Terry Devitt. Note: Materials may be edited for content and length.

Journal Reference: Mimi N. Hang, Ian L. Gunsolus, Hunter Wayland, Eric S Melby, Arielle C. Mensch, Katie R Hurley, Joel A. Pedersen, Christy L. Haynes, Robert J Hamers. Impact of Nanoscale Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC) on the Bacterium Shewanella oneidensis MR-1. Chemistry of Materials, 2016; DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b04505

University of Wisconsin-Madison. “Lithium battery catalyst found to harm key soil microorganism.” ScienceDaily. ScienceDaily, 4 February 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/02/160204151102.htm>.

  Shewanella oneidensis MR-1 y la Nanotecnología según Wikipedia: traducción Google sin mejorar

El material en el corazón de las baterías de iones de litio que los vehículos eléctricos de potencia, computadoras portátiles y teléfonos inteligentes se ha demostrado que es perjudicial una bacteria del suelo, clave. El estudio es una señal temprana de que el creciente uso de los nuevos materiales a nanoescala utilizados en las baterías recargables que la electrónica de potencia portátiles y vehículos eléctricos e híbridos puede tener consecuencias ambientales incalculables.

Shewanella oneidensis MR-1 puede cambiar el estado de oxidación de los metales. Estos procesos microbianos han abierto nuevas oportunidades para nosotros para explorar nuevas aplicaciones, por ejemplo, la biosíntesis de los nanomateriales metálicos. [5] En contraste con los métodos químicos y físicos, procesos microbianos para la síntesis de nanomateriales se pueden conseguir en la fase acuosa bajo suave y ambientalmente condiciones benignas. Este enfoque se ha convertido en un foco atractivo en la investigación de la nanotecnología verde actual hacia el desarrollo sostenible. Muchos organismos pueden ser utilizados para sintetizar los nanomateriales de metal. Entre ellos, la bacteria Shewanella oneidensis es capaz de reducir una amplia gama de iones metálicos extracelular y esta producción extracelular facilita en gran medida la extracción de los nanomateriales. Las cadenas de transporte de electrones extracelulares responsables de la transferencia de electrones a través de las membranas celulares son relativamente bien caracterizado, en particular, de la membrana externa de tipo c citocromos MTRC y OmcA. [6] Un estudio reciente sugiere que es posible alterar el tamaño y la actividad de biogénico extracelular de partículas nanopartículas a través de la expresión controlada de los genes que codifican proteínas de la superficie. Un ejemplo importante es la síntesis de nanopartículas de plata por Shewanella oneidensis, donde su actividad antibacteriana puede ser influenciada por la expresión de la membrana externa citocromos de tipo c. Las nanopartículas de plata se consideran una nueva generación de antimicrobiano ya que presentan actividad biocida hacia una amplia gama de bacterias, y está ganando importancia con el aumento de la resistencia en los antibióticos de las bacterias patógenas. [7] Shewanella se ha visto en el laboratorio, a bioreduce una sustancial cantidad de paladio y eliminar el cloro cerca de 70% de bifenilos policlorados [8] la producción de nanopartículas por Shewanella oneidensis MR-1 están estrechamente asociadas a la vía MTR [9] (por ejemplo, las nanopartículas de plata), o la vía de hidrogenasa [10] (por ejemplo, paladio nanopartículas).

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