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

«Ползи, улитка…» «Ползи, улитка…»

Куда деться от городской суеты? Создать город без суеты!

Вокруг света
Подвязочные змеи прошли обонятельный аналог зеркального теста Подвязочные змеи прошли обонятельный аналог зеркального теста

Биологи провели обонятельный зеркальный тест с подвязочными змеями

N+1
Продуманно и бездымно Продуманно и бездымно

Почему никотин сам по себе не является канцерогеном

Наука
Верх совершенства Верх совершенства

Можно ли отрастить волосы быстро и как сделать их густыми?

VOICE
Никита Волков Никита Волков

Никита Волков постучался в наши двери и сердечки задолго до роли архитектора

Собака.ru
Уголок Севильи Уголок Севильи

Изучаем столицу Вятского края с экстравагантным местным гидом

Отдых в России
Астрономы отыскали девять редких двойных цефеид Астрономы отыскали девять редких двойных цефеид

Астрономы подтвердили открытие девяти двойных систем, где обе звезды — цефеиды

N+1
Сколько нужно ходить, чтобы «активировать» ваш мозг Сколько нужно ходить, чтобы «активировать» ваш мозг

Почему нам всем нужно больше ходить?

ТехИнсайдер
Когда 70 тысяч лет назад люди покинули Африку, они на 20 тысяч лет остановились на Иранском нагорье Когда 70 тысяч лет назад люди покинули Африку, они на 20 тысяч лет остановились на Иранском нагорье

Одним из важнейших центров расселения Homo sapiens стало Иранское нагорье

ТехИнсайдер
История одной песни: первый хит СССР про освоение космоса, 1960 История одной песни: первый хит СССР про освоение космоса, 1960

Как Владимир Трошин написал свою культовую песню про космос?

Maxim
Его рок-н-ролл Его рок-н-ролл

Эмин Агаларов: «Элвис в моём исполнении всегда нравился слушателям»

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Самые простые способы очистки микроволновой печи: советы профессиональных клинеров Самые простые способы очистки микроволновой печи: советы профессиональных клинеров

Сохранить микроволновку сияющей очень просто — достаточно использовать лайфхаки

VOICE
Как выглядит настоящая мимоза, ведь то, что мы называем мимозой, вовсе не мимоза! Как выглядит настоящая мимоза, ведь то, что мы называем мимозой, вовсе не мимоза!

Только черт и знает, как называется цветы, которые мы называем мимозой

ТехИнсайдер
Робот-мошенник Робот-мошенник

Новые способы обмана с помощью нейросетей

Лиза
Как почистить шторы, не снимая их: 5 простых способов, которые экономят твои силы Как почистить шторы, не снимая их: 5 простых способов, которые экономят твои силы

Рассказываем про чистку штор без снятия — и даже без пылесоса!

VOICE
Список Будисавлевич: как домохозяйка спасла из немецких концлагерей тысячи детей Список Будисавлевич: как домохозяйка спасла из немецких концлагерей тысячи детей

Как Диана Будисавлевич в годы гитлеровской оккупации спасала детей

Forbes
Ребекка Куанг: «Йеллоуфейс». Фрагмент из романа Ребекка Куанг: «Йеллоуфейс». Фрагмент из романа

Отрывок из романа-бестселлера о плагиате Ребекки Куанг

СНОБ
Топ-10 необычных и полезных приборов для кухни Топ-10 необычных и полезных приборов для кухни

Гаджеты, которые упрощают привычные бытовые дела на кухне

ТехИнсайдер
Как выбрать профессию подростку, чтобы он стал счастливым взрослым Как выбрать профессию подростку, чтобы он стал счастливым взрослым

Как выстроить карьерную траекторию, чтобы помочь ребенку стать успешным

РБК
«Люди повезли в карманах»: зачем россияне покупают слитки золота по 100 т в год «Люди повезли в карманах»: зачем россияне покупают слитки золота по 100 т в год

На фоне высоких котировок на золото, спрос на инвестиции в этот актив растет

Forbes
Капкан развития: почему для ресторанной индустрии успех обернулся творческим кризисом Капкан развития: почему для ресторанной индустрии успех обернулся творческим кризисом

Почему успех обернулся для шефов и рестораторов творческим кризисом

Forbes
Смутная история: почему в геймдеве не нужно сразу стремиться к шедеврам ААА-класса Смутная история: почему в геймдеве не нужно сразу стремиться к шедеврам ААА-класса

Почему российскому геймдеву нужно выпускать просто хорошие игры, а не ААА?

Forbes
Петербург — столица стритвира Петербург — столица стритвира

Суровый вайб южных городских окраин — в сердце бренда Питерский Щит

Собака.ru
Вы в своем уме? Вы в своем уме?

Что на самом деле значат «оговорки по Фрейду» и как использовать эти «баги»

Grazia
Секс-просвет, мутанты и монархия: 20 сериалов Netflix, которые нужно посмотреть всем Секс-просвет, мутанты и монархия: 20 сериалов Netflix, которые нужно посмотреть всем

Проекты Netflix, на которые не жалко потратить драгоценное время.

Правила жизни
В чем плюсы и минусы редевелопмента промышленных зданий В чем плюсы и минусы редевелопмента промышленных зданий

Имеет ли смысл реконструировать промышленные здания?

СНОБ
Смерть, кушетка и платяной шкаф Смерть, кушетка и платяной шкаф

«По Фрейду»: психоаналитик и теолог отвечают не на те вопросы

Weekend
50 миллиардов лежат на свалке: британец больше 10 лет ищет 8 тысяч биткоинов, которые выкинула его девушка 50 миллиардов лежат на свалке: британец больше 10 лет ищет 8 тысяч биткоинов, которые выкинула его девушка

Джеймс Хоуэллс с 2013 года ищет свой жесткий диск с 8 тысячами биткоинов

Maxim
Теории заговора про спецслужбы Теории заговора про спецслужбы

К чему по мнению конспирологов причастны ФБР, ЦРУ и прочие

Maxim
ИИ и технологии ИИ в мире науки, техники и предпринимательства ИИ и технологии ИИ в мире науки, техники и предпринимательства

Какой правовой статус у искусственного интеллекта?

Наука и техника
Открыть в приложении