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

Неприкосновенный запас Неприкосновенный запас

История тушенки и сгущенки насчитывает чуть более двух веков

Вокруг света
Страсти и грехи. Что скрывает роман Набокова «Лолита» Страсти и грехи. Что скрывает роман Набокова «Лолита»

Чем Набоков похож на Ларса фон Триера и Достоевского?

СНОБ
Сколько волков человеку надо Сколько волков человеку надо

Волк — прекрасный приспособленец и космополит

Наука
Пошел по комнате дымок: откуда взялся неошансон и почему он популярен? Пошел по комнате дымок: откуда взялся неошансон и почему он популярен?

Неожиданная эволюция и популярность шансона в России

Правила жизни
Как и зачем птицы помогают друг другу. Отрывок из книги Как и зачем птицы помогают друг другу. Отрывок из книги

Почему основным законом природы стоит считать не борьбу за выживание

СНОБ
Аж руки чешутся Аж руки чешутся

Сегодня в педиатрии на дерматиты приходится ~57% случаев заболеваний кожи

Лиза
7 вещей, которые нельзя чистить жидкостью мытья для посуды: мнение клинеров 7 вещей, которые нельзя чистить жидкостью мытья для посуды: мнение клинеров

Почему кофеварки, латунь и нержавеющую сталь нельзя мыть мылом для мытья посуды

VOICE
Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода

Марсоход NASA Curiosity начал исследование нового региона Марса

ТехИнсайдер
Какие мужские качества гарантируют счастливые отношения Какие мужские качества гарантируют счастливые отношения

Какие качества помогают мужчинам изменить и сохранить отношения в браке?

Psychologies
2023 год в России оказался на градус жарче нормы 2023 год в России оказался на градус жарче нормы

Наиболее аномально теплым сезоном 2023 года в России была осень

N+1
Как научиться высказывать свое мнение: 5 рекомендаций от бизнес-тренера Как научиться высказывать свое мнение: 5 рекомендаций от бизнес-тренера

Как преодолеть смущение и научиться говорить смело?

Psychologies
Как фильм «Падение империи» показывает гражданскую войну глазами фотокорреспондентов Как фильм «Падение империи» показывает гражданскую войну глазами фотокорреспондентов

«Падение империи» Гарленда — фильм, которым режиссер подводит черту в профессии

Forbes
«Макфа» арестована с запасом «Макфа» арестована с запасом

Иск к бенефициарам компании «Макфа» и бывшим госслужащим вызывает недоумение

Монокль
В Карелии есть В Карелии есть

Зимой «русская Финляндия» без толп туристов откроется с новой стороны

Отдых в России
Не смотри назад Не смотри назад

«Наследник»: триллер в духе Шаброля

Weekend
Круче, чем «Оскар»: как 22-летняя баскетболистка изменила телерейтинги спорта Круче, чем «Оскар»: как 22-летняя баскетболистка изменила телерейтинги спорта

Кейтлин Кларк продолжает переписывать рекорды женского баскетбола в США

Forbes
Она придумала мистера Рипли: почему все хотят экранизировать книги Патриции Хайсмит Она придумала мистера Рипли: почему все хотят экранизировать книги Патриции Хайсмит

Что посмотреть из фильмов, созданных на основе историй Патриции Хайсмит?

Forbes
Антидворянец: Императорский яхт-клуб Антидворянец: Императорский яхт-клуб

Самые свежие сплетни столетней давности. В этот раз – об Императорском яхт-клубе

Правила жизни
Японский сад, музей Барби и кладбище: гид по Краснодару Японский сад, музей Барби и кладбище: гид по Краснодару

Что смотреть в Краснодаре?

СНОБ
Мольберт в тылу врага Мольберт в тылу врага

Современное искусство и теория заговора

Weekend
«Неужели все мужики такие, как говорит мама?»: история одного побега из дома «Неужели все мужики такие, как говорит мама?»: история одного побега из дома

Как дети справляются с утратой привычной жизни — и справляются ли?

Psychologies
Управление неизбежностью: что делать до и после кибератаки Управление неизбежностью: что делать до и после кибератаки

Как подготовиться к киберинциденту и что нужно делать, когда он уже случился?

Forbes
Что такое сквош и почему всем стоит его попробовать Что такое сквош и почему всем стоит его попробовать

Сквош — это ракетный, самый активный и быстрый вид спорта

Maxim
6 фильмов об ограблениях, основанные на реальных событиях 6 фильмов об ограблениях, основанные на реальных событиях

Реальность часто подкидывает режиссерам и сценаристам сюжеты для кино

Maxim
Как лечить зубы недорого Как лечить зубы недорого

Секреты от стоматолога, которые помогут сэкономить на лечении зубов

Лиза
Трубка дымит: почему телефонного спама не становится меньше Трубка дымит: почему телефонного спама не становится меньше

Почему штрафы не смогут уменьшить количество телефонного спама?

Forbes
Новый партнер: 7 пунктов, на которые стоит обратить особое внимание Новый партнер: 7 пунктов, на которые стоит обратить особое внимание

Анализировать отношения с самого их начала бывает крайне полезно!

Psychologies
Реальности недостаточно Реальности недостаточно

«Реальная история Уиннер»: докудрама о расследовании русского следа Трампа

Weekend
Стесняюсь спросить: почему женщины прибегают к интимной пластике Стесняюсь спросить: почему женщины прибегают к интимной пластике

Узнали у эксперта все, о чем вы боялись спросить об интимной пластике

Правила жизни
Коллекционер ДНК Коллекционер ДНК

В конце прошлого года ученые описали ранее неизвестную органеллу эксклюсому

N+1
Открыть в приложении