Perovszkit mikrokristályok fitotoxikológiai vizsgálata

Phytotoxicological study of perovskite microcrystals

Abstract

In this study, CsPbI₃ and CsPbBr₃ nanoparticles were synthesized, and their phytotoxicological effects were investigated. The samples were prepared at 130 °C and 180 °C using solvothermal crystallization. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS) was used to characterize the materials. The future application of these two materials is in solar cells, and after their lifetime in the appropriate devices, they can be considered as active wastes. Their phytotoxicity was tested in vitro at a concentration of 1 g/L using rapeseed (Brassica napus L.). Based on germination indices, primary root lengths, lateral root numbers, and fresh weights measured after a 5-day incubation harmful effects were observed. In the case of CsPbI₃, a clear harmful effect was observed: significantly shorter roots and fewer lateral roots compared to the uncontaminated control. In contrast, with CsPbBr₃, there was no significant change in the number of lateral roots, although the primary root length was also shortened. The increased lateral root density may be part of the plant's adaptive strategy to cope with unfavorable environmental conditions.

ÖSSZEFOGLALÓ

A jelen munka során CsPbI₃ és CsPbBr₃ nanorészecskéket állítottunk elő, és ezek fitotoxikológiai hatását vizsgáltuk. A mintákat 130 °C és 180 °C-on állítottuk elő szolvotermális kristályosítással. A mintákat röntgen-diffraktometria (XRD), felületvizsgáló módszerekkel (SEM) és diffúz reflexiós spektrofotometriával (DRS) jellemeztük. Az előbb említett két anyag jövőbeli felhasználása napelemekben történik, így ezek amortizációja és lecserélése után aktív hulladékként is tekinthetünk rájuk. Fitotoxicitásukat in vitro kísérleti rendszerekben, 1 g/L koncentrációban, repcén (Brassica napus L.) vizsgáltuk. Az 5 napos inkubációt követően mért csírázási indexek, főgyökérhosszak, oldalgyökér-számok és friss tömegek alapján megállapítottuk anyagaink káros hatását. A CsPbI₃ esetében egyértelműen megfigyelhető a káros hatás: a gyökerek jelentősen rövidebbek, és az oldalgyökerek száma is alacsony a nem szennyezett kontrollhoz képest. Ezzel szemben a CsPbBr₃ esetében az oldalgyökerek számában nincsen jelentős változás, miközben a főgyökér hossza ebben az esetben is lerövidül. Az így megnövekedett oldalgyökér-sűrűség a növény alkalmazkodási stratégiájának része lehet, amellyel a környezeti feltételekhez alkalmazkodik.