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

Несказочный принц Несказочный принц

Высокий, в элегантном костюме — принц Филипп всегда был рядом с супругой

Караван историй
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
Меледá, или девять связанных колец Меледá, или девять связанных колец

Эта головоломка с кольцами, надетыми на шпильку, известна во многих странах

Наука и жизнь
Как выходить из неприятного диалога и держаться от токсичных людей на расстоянии Как выходить из неприятного диалога и держаться от токсичных людей на расстоянии

Как давать отпор токсичным людям с корейской элегантностью?

Forbes
Не все потеряно: как кинематограф осмысляет мировые трагедии Не все потеряно: как кинематограф осмысляет мировые трагедии

Кинематограф работает с материалом человеческих трагедий

Правила жизни
Вместо сахара Вместо сахара

Чем заменить сахар, а чем не стоит: полезные и вредные варианты

Лиза
Нзинга Мбади Нгола: как африканская королева 40 лет сражалась с колонизаторами Нзинга Мбади Нгола: как африканская королева 40 лет сражалась с колонизаторами

История африканской королевы, которая была готова пойти на всё ради своей страны

Forbes
5 аргументов в пользу того, чтобы перечитать «Лолиту» сегодня же 5 аргументов в пользу того, чтобы перечитать «Лолиту» сегодня же

Зачем читать Лолиту прямо сейчас?

Psychologies
Победоносное шествие небесных светил в мировых религиях Победоносное шествие небесных светил в мировых религиях

Вряд ли найдется хоть один народ, который бы не благоговел перед Солнцем и Луной

Зеркало Мира
«Режимы движения» и их влияние на системы автомобиля «Режимы движения» и их влияние на системы автомобиля

Зачем внедорожникам нужны «режимы движения»?

4x4 Club
АКРА прогнозирует в 2024 году очередной рекордный урожай зерна АКРА прогнозирует в 2024 году очередной рекордный урожай зерна

В нынешнем году Россия может собрать второй по объему урожай зерна

Forbes
Волка бьют не за то, что он сер Волка бьют не за то, что он сер

Почему в России с главным хищником не получится обойтись так, как в Европе

Наука
В будущем самолеты могут стать полностью бесшумными В будущем самолеты могут стать полностью бесшумными

Возможно ли, что у самолетов будут бесшумные двигатели? Это вполне реально.

ТехИнсайдер
Первая пятилетка Первая пятилетка

Нереальные цифры, которые показались советским руководителям неамбициозными

Наука
Расовая теория: из огня да в полымя Расовая теория: из огня да в полымя

Почему теория Дарвина так вдохновила сторонников неравенства рас?

Знание – сила
Как национальный проект помог властям России изменить ситуацию в экологии Как национальный проект помог властям России изменить ситуацию в экологии

Что изменилось в сфере экологии в России?

ФедералПресс
Просто принцесса Просто принцесса

Как прокачать в себе женственность: лайфхаки от психолога

Лиза
Как пережить родительское собрание: 10 полезных советов Как пережить родительское собрание: 10 полезных советов

Почему мы боимся родительских собраний и как минимизировать негатив от них?

Psychologies
«Шестидесятые сейчас на пике»: коллекционер Валерий Дудаков о ярмарке «Арт Москва» «Шестидесятые сейчас на пике»: коллекционер Валерий Дудаков о ярмарке «Арт Москва»

Валерий Дудаков, крупный московский коллекционер и арт-дилер, на «Арт Москва»

Forbes
Родить в Тундре: как в НАО смогли повысить рождаемость Родить в Тундре: как в НАО смогли повысить рождаемость

Как жительницы НАО рожают в тундре?

ФедералПресс
Как новенькая! Как новенькая!

Способы, которые помогут запустить процесс очищения и омоложения организма

Лиза
Мэр Якутска: как победить пыль и неблагоустроенность Мэр Якутска: как победить пыль и неблагоустроенность

Чем вызваны особенные недостатки столицы Якутии?

ФедералПресс
«Он улетел на небо»: как не травмировать ребенка новостью о смерти близкого «Он улетел на небо»: как не травмировать ребенка новостью о смерти близкого

Взрослые стараются не говорить с детьми о смерти. Правильное ли это решение?

Psychologies
Как освоить бег босиком и избежать ошибок новичка Как освоить бег босиком и избежать ошибок новичка

Что такое босоногий бег и чем он полезен?

ТехИнсайдер
10 автомобилей лихих 1990-х, которые были вовсе не такими крутыми, как принято считать 10 автомобилей лихих 1990-х, которые были вовсе не такими крутыми, как принято считать

Так ли хороши на самом деле культовые автомобили из 1990-х?

Maxim
Узнайте, как голубцы связаны с Румынией! Интересные факты о любимом блюде Узнайте, как голубцы связаны с Румынией! Интересные факты о любимом блюде

Румынские голубцы имеют одну из самых богатых историй среди традиционных блюд

ТехИнсайдер
Министр ЖКХ и энергетики Приангарья: «Майнинг выходит из серой зоны» Министр ЖКХ и энергетики Приангарья: «Майнинг выходит из серой зоны»

Почему майнинг стал проблемой для коммунальных сфер в Иркутске?

ФедералПресс
Окно в старый свет. Чего ждать от 60-й Венецианской биеннале Окно в старый свет. Чего ждать от 60-й Венецианской биеннале

Что ждать от старейшего форума современного искусства?

СНОБ
Как мы оказываемся в ловушке зависимых отношений: главная причина Как мы оказываемся в ловушке зависимых отношений: главная причина

Почему люди попадают в капкан чрезмерной эмоциональной зависимости?

Psychologies
Электрическое сопротивление Электрическое сопротивление

Эра электрокаров закончилась, так и не успев начаться

Монокль
Открыть в приложении