Introduzione

Le nanoparticelle di biossido di silicio (silice) sono uno degli agenti ambientali più dannosi per la salute umana. Queste nanoparticelle sono comunemente presenti in quanto sono diffuse in natura, ad esempio la silice dal quarzo e dalla sabbia. Inoltre, la silice sintetica è ampiamente utilizzata nelle applicazioni industriali e può essere trovata come additivo in inchiostri da stampa, cosmetici, prodotti farmaceutici, prodotti alimentari. La silicosi, caratterizzata dall’infiammazione del tessuto polmonare e dalla presenza di lesioni nodulari nei lobi superiori dei polmoni, si verifica in pazienti che sono stati esposti a nanoparticelle di silice. Allo stesso modo, anche le nanoparticelle di grafene hanno dimostrato di avere effetti tossici sulla salute umana e sono necessari mezzi per monitorarne la presenza, in particolare nell’ambiente di lavoro. Attualmente esistono sul mercato processi in più fasi per monitorare queste nanoparticelle, che comportano procedure complesse nella preparazione e nell’analisi dei campioni.

Caratteristiche Tecniche

I carbon dots hanno un’eccellente fotostabilità, solubilità in acqua, elevata sensibilità e selettività nei confronti degli analiti, elevata resa quantica e proprietà di emissione/eccitazione di fluorescenza modulabili. A causa di queste caratteristiche, e grazie alla loro bassa tossicità e biocompatibilità, i sensori a  carbon dots possono essere utilizzati con successo per analizzare campioni o superfici sospettate di essere contaminate da nanoparticelle di silice e/o nanopiastre di grafene. È stato sviluppato un metodo per rilevare la presenza di nanoparticelle di silice o nanopiastrine di grafene utilizzando un sensore fotoluminescente comprendente un substrato su cui sono depositati carbon dots (inferiori a 10 nm). L’invenzione ha dimostrato di avere una buona sensibilità su un’ampia gamma di dimensioni medie delle particelle di silice (10-100 nm) a una concentrazione compresa tra 2×10-5 mg/mL e 1 mg/mL, mentre le nanopiastrine di grafene di dimensioni simili possono essere rilevate a circa 0,01mg/mL.

Possibili Applicazioni

• Analisi di campioni ambientali;
• Monitoraggio della qualità dell’aria.

Vantaggi

• Metodo molto sensibile e veloce;
• Non richiede strumentazione complessa e costosa;
• Abbinabile a dispositivi di campionamento esistenti per il monitoraggio delle polveri;
• Può essere incorporato nei DPI.