Az ólom és ón tartalmú perovszkit nanokristályok ökotoxikológiai hatásának összehasonlítása kis pinceászkákon (Porcellio laevis)

Comparison of the ecotoxicological effects of lead- and tin-containing perovskite nanocrystals on Porcellio laevis

Abstract

We synthetized CsPbI3 and Cs2SnI6 semiiconductive perovskite nanocrystals at three different temperatures (130/120 °C, 150 °C and 180 °C), under controlled conditions. We determined their quality using XRD (X-ray diffraction), SEM (Scanning electron microscopy), DRS (Diffuse reflectance spectroscopy). Our goal is to compare the two perovskite’s characteristics and their ecotoxicological effects upon isopods (Porcellio laevis) exposed to three different doses (0,1; 0,5; 1,5%/100g of soil).
The significance of lead-free perovskites lies in reducing the potential environmental lead burden, given the lead containing semiconductor’s in the solar panel’s optically active layer could be an environmental hazard after its lifecycle is over and it potentially becomes waste. The ecotoxicological experiments with the isopods showed the material’s negative impact upon the animals in all the tested doses. We evaluated the material’s effect through the change in mortality and bodyweight of the isopods, searching for the half-lethal doses (by means of GLMM, Cox regression, probit analysis, and predictive neural network analysis).

KIVONAT
A CsPbI3 és Cs2SnI6 perovszkit kristályokat három különböző hőmérsékleten, kontrollált körülmények között állítottuk elő (130/120 °C, 150 °C és 180 °C), majd ellenőriztük ezek minőségét röntgendiffrakcióval (XRD), pásztázó elektronmikroszkópiával (SEM), diffúz reflexiós spektroszkópiával (DRS). Célunk összehasonlítani a két perovszkit szerkezeti tulajdonságait, valamint ökotoxikológiai hatásukat kis pinceászkákon vizsgálva (Porcellio laevis) három különböző dózisban (0,1; 0,5; 1,5%/100g talajban).
Az ólommentes perovszkitok jelentősége a természet esetleges ólomterhelésének csökkentése, mivel az ólom tartalmú félvezetők a napelem panelek aktív optikai rétegéből azok élettartamának lejárta után hulladékként jelenhetnek meg a környezetben. Az ökotoxikológiai vizsgálataink kimutatták az anyagok negatív hatását az állatokra, minden tesztelt koncentrációnak kitéve. Az anyagok toxikus hatását a mortalitás, valamint az állatok tömegváltozásának mértékével követtük, a félületális dózist keresve (GLMM, Cox regresszió, probit analízis és prediktív neurális háló segítségével).