В чем может скрываться опасность наночастиц

НаукаНаука

Вездесущие карлики

Как в нашу жизнь вторглись и стали незаменимыми наночастицы, зачем они нужны и чем опасны, рассказывает Сергей Овчинников, заслуженный деятель науки России, доктор физико-математических наук, профессор, руководитель научного направления «магнетизм» ФИЦ «Красноярский научный центр» СО РАН.

Подготовила Наталия Лескова

Сергей Овчинников. Фото: Анастасия Тамаровская

Конец XX и начало XXI столетий ознаменовались становлением и развитием новых областей науки, связанных с изучением материалов, имеющих одно, два или три измерения, уменьшенных до наномасштаба. Приставка «нано-» происходит от греческого слова «nanos» (карлик). В 1947 году на 14-й конференции Международного союза теоретической и прикладной химии термин «нано» был официально принят для описания размеров порядка 10–9 см, он стал употребляться во многих областях современной науки и технологии.

Могут лечить рак

По составу и функциональным возможностям огромное разнообразие наночастиц в настоящее время принято разделять на несколько классов: квантовые точки, фуллерены и наночастицы. Каждый из них имеет широкие области применения. Мы остановимся лишь на некоторых.

В последние годы возникла и развилась новая область медицины — наномедицина, связанная с применением наночастиц в диагностике, терапии и фармацевтике. Например, благодаря эффекту поверхностного плазмонного резонанса наночастицы благородных металлов эффективно поглощают свет и преобразуют его в тепло, которое можно использовать для селективной фототермической терапии рака. Магнитные наночастицы, движущиеся в переменном магнитном поле, избирательно уничтожают раковые клетки путем механического воздействия. Полые или пористые наночастицы могут служить контейнерами для адресной доставки лекарств. Наночастицы используются для визуализации клеток в биосенсорах ДНК, углеводов, белков и ионов тяжелых металлов для обнаружения бактерий и вирусов.

Магнитные наночастицы, например на основе Gd, могут улучшить качество изображения и контрастность в магнитно-резонансной томографии (МРТ). Так, наночастицы GdPO4 были использованы для обнаружения опухолей с помощью МРТ при количестве введенных наночастиц в десять раз меньше, чем при обычно используемом агенте.

Освещают экраны, удобряют почву

Наночастицы — квантовые точки, такие как CdS и ZnSe, используются в современных дисплеях, чтобы получить более высокую яркость, контрастность и большие размеры экранов. Наночастицы используются в сельском хозяйстве в качестве наноудобрений и нанопестицидов. Наноудобрения применяются в меньших количествах, чем обычные химические удобрения, но при этом имеют более высокую эффективность благодаря тому, что они способны выделять питательные вещества именно тогда и там, где они необходимы растениям. Таким образом, они ограничивают избыточное количество удобрений преобразованием его в газообразное состояние и предотвращают утечку в грунтовые воды.

Как и всякое научно-техническое достижение, нанотехнологии связаны с возможными опасностями для людей, иногда вымышленными, иногда реальными. Поэтому и на международном уровне, и в каждой стране организованы нанотоксикологические исследования и государственное регулирование производства и использования продукции нанотехнологий. Система оценки риска наноматериалов включает обширный комплекс физико-химических, биохимических, молекулярно-биологических, токсикологических тестов и специальных исследований, позволяющих провести оценку их воздействия на биологические объекты.

Такие исследования проводятся, например, в Институте химической физики им. Н. Н. Семенова РАН, НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина, Федеральном исследовательском центре Института цитологии и генетики СО РАН и других.

Маленькие, да удаленькие

В чем же потенциальная опасность наночастиц? Малый их размер, сопоставимый с размерами молекул, обеспечивает наночастицам уникальную проникающую способность, а их большая удельная площадь поверхности обеспечивает взаимодействие огромного количества активных центров на поверхности с различными веществами, и все это невидимо для глаз и приборов с оптическим разрешением. А если представить, что даже в самом малом объеме, например в точке на кончике зубочистки, содержится огромное количество отдельных частиц, то становятся понятными страхи их применения.

Как один из ведущих центров страны в области физики магнитных явлений, наш институт сосредоточился на изучении в основном магнитных наночастиц, то есть частиц, ядро которых или вся частица полностью характеризуются наличием магнитного порядка. В основном это наночастицы различных ферритов. Техническое оснащение института позволяет визуализировать частицы, определять их размеры, форму, структуру, фазовый и химический состав и даже пространственное распределение элементов в них, изучать магнитные и магнитооптические свойства наночастиц в большом диапазоне магнитных полей и температур.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Мусульманское серебро Древней Руси Мусульманское серебро Древней Руси

Воздвиженский клад в Новгороде — настоящее сокровище

Наука
Что нужно обязательно сделать с автомобилем, если вы уезжаете на длительное время Что нужно обязательно сделать с автомобилем, если вы уезжаете на длительное время

Перед тем, как оставить автомобиль без движения, нужно о нём позаботиться

Maxim
Человеческий фактор Человеческий фактор

Как голландцы спасли свои каналы, а упавший самолет – целый район?

Вокруг света
«Заглушка» от безопасности: как регулярные аварии подрывают имидж и экономику Boeing «Заглушка» от безопасности: как регулярные аварии подрывают имидж и экономику Boeing

Крупнейший самолетостроителей мира не заботится о качестве своей продукции

Forbes
Если вы узнаете эти секреты, макароны больше никогда не будут слипаться Если вы узнаете эти секреты, макароны больше никогда не будут слипаться

Казалось бы, что может быть проще, чем сварить макароны?

ТехИнсайдер
10 пушистых и «плюшевых» пород кошек: для семей, в которых любят обниматься 10 пушистых и «плюшевых» пород кошек: для семей, в которых любят обниматься

Кошки пород, представленных в подборке, любят ласку, а также пушисты!

VOICE
Что такое водородная очистка двигателя, как работает и стоит ли делать Что такое водородная очистка двигателя, как работает и стоит ли делать

Все о водородной очистке двигателя: что за процедура и есть ли в ней смысл

РБК
Главный финансовый психолог Главный финансовый психолог

Как Даниэль Канеман сделал экономическую науку человечнее

Деньги
Урал Бажова Урал Бажова

Как Павел Бажов собрал и сформулировал образ Урала

Знание – сила
12 вопросов, которые стоит обсудить до свадьбы 12 вопросов, которые стоит обсудить до свадьбы

Что нужно обсудить с человеком, с которым вы собираетесь связать жизнь?

Psychologies
Хитрая, откровенная, бесстрашная: 10 альбомов Тейлор Свифт от худшего к лучшему Хитрая, откровенная, бесстрашная: 10 альбомов Тейлор Свифт от худшего к лучшему

Подробно рассматриваем все альбомы Тейлор Свифт

Правила жизни
Страх в твоих ушах Страх в твоих ушах

«Ад за углом» Трики: как искусство подражает еще не случившейся жизни

Weekend
10 способов стать активнее, если нет времени на спортзал 10 способов стать активнее, если нет времени на спортзал

Врачи призывают людей быть активнее. Но когда брать время на эту активность?

ТехИнсайдер
Янис Чамалиди Янис Чамалиди

Помпейские росписи и работы медиахудожника Rinatto L'Bank в квартире дизайнера

Собака.ru
Как уйти от психологии бедняка: 4 лайфхака Как уйти от психологии бедняка: 4 лайфхака

Разбираемся, как перестать нищебродствовать и начать жить

Maxim
Александр Рогов Александр Рогов

Арт + фэшн у Рогова дома: музей редких вещей Гвасалии и Прада

Собака.ru
Остаться в живых Остаться в живых

10 навыков, необходимых путешественнику. Советы Миклухо-Маклая

Вокруг света
5 добрых фильмов про собак 5 добрых фильмов про собак

Лучшие экранизации про братьев наших меньших.

Maxim
Сколько сигар курил Уинстон Черчилль? Поразительный ответ и интересные факты! Сколько сигар курил Уинстон Черчилль? Поразительный ответ и интересные факты!

Черчилль считал, что курение помогло ему справиться с проблемами его жизни

ТехИнсайдер
До блеска До блеска

Как почистить украшения из золота в домашних условиях

Лиза
Марлону Брандо — 100 лет. Почему он — великий актер? Марлону Брандо — 100 лет. Почему он — великий актер?

Творческий путь великого актера Марлона Брандо

Правила жизни
Пеппи Длинный чулок уже 64 года! Как сегодня выглядит актриса, сыгравшая девочку-сорванца Пеппи Длинный чулок уже 64 года! Как сегодня выглядит актриса, сыгравшая девочку-сорванца

Как же сложилась жизнь Ингер Нильссон и как она выглядит сейчас?

VOICE
В предчувствии конца. Алексей Поляринов: «Кадавры» В предчувствии конца. Алексей Поляринов: «Кадавры»

Отрывок из романа «Кадавры» о мучительном предчувствии конца света

СНОБ
Только спокойствие! Только спокойствие!

Семь идей, которые помогут быстро успокоиться в стрессовой ситуации

Лиза
Почему мы любим поговорить о бывших (особенно с нынешним) Почему мы любим поговорить о бывших (особенно с нынешним)

Почему нам нравится вспоминать прошлые отношения?

VOICE
Сменить фокус: как высокая медиаинфляция заставит бизнес адаптироваться Сменить фокус: как высокая медиаинфляция заставит бизнес адаптироваться

Что такое brandformance-продвижение и как оно может помочь бизнесу?

Forbes
В теннисе странный счет и много сложных терминов. Рассказываем, как устроен этот вид спорта В теннисе странный счет и много сложных терминов. Рассказываем, как устроен этот вид спорта

Почему в теннисе считают 15-30-40? Ликбез от «Сноба»

СНОБ
Острый вкус дикого васаби. Новый фильм Рюсукэ Хамагути «Зло не существует» Острый вкус дикого васаби. Новый фильм Рюсукэ Хамагути «Зло не существует»

«Зло не существует» — трагедия о потемках человеческих душ

СНОБ
Нечистый экспорт: как «серые» трейдеры управляют рынком угля Нечистый экспорт: как «серые» трейдеры управляют рынком угля

Что происходит с рынком угля в России?

ФедералПресс
Как проверить уровень масла в мотоблоке — в двигателе и редукторе Как проверить уровень масла в мотоблоке — в двигателе и редукторе

Как следить состоянием технических жидкостей в двигателе и редукторе мотоблока

CHIP
Открыть в приложении