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

Ольга Сварник: «Мозгу постоянно нужна новизна» Ольга Сварник: «Мозгу постоянно нужна новизна»

О мире, где человек вынужден конкурировать с нейросетями

РБК
«Сладкая история мира. 2000 лет господства сахара в экономике, политике и медицине» «Сладкая история мира. 2000 лет господства сахара в экономике, политике и медицине»

Какие инновации пришли в сахарное производство в XVIII веке

N+1
Меледá, или девять связанных колец Меледá, или девять связанных колец

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

Наука и жизнь
Юнона Незванкина Юнона Незванкина

Дизайнер бутиков придумывает интерьеры с антиквариатом музейного уровня

Собака.ru
Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь: 9 результатов Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь: 9 результатов

Как начать больше двигаться, не меняя кардинально свой образ жизни?

Psychologies
Скрытые герои гоночной трассы: люди, без которых невозможны автогонки Скрытые герои гоночной трассы: люди, без которых невозможны автогонки

Мы решили рассказать о скрытых героях гоночной трассы

Maxim
5 инноваций, которые помогли тепловозам побороть паровозы 5 инноваций, которые помогли тепловозам побороть паровозы

Лишь в 1960-х стало окончательно понятно, что паровозу не тягаться с дизелем

ТехИнсайдер
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
Секстинг и еще 6 признаков микроизмены Секстинг и еще 6 признаков микроизмены

Как понять, что партнера «ведет в сторону», объясняет сексотерапевт

Psychologies
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
Топографический кретинизм: почему некоторые люди постоянно теряются и как с этим бороться Топографический кретинизм: почему некоторые люди постоянно теряются и как с этим бороться

Топографический кретинизм: что это за расстройство и можно ли от него избавиться

ТехИнсайдер
План «Б» План «Б»

Истории звезд о казусах во время путешествий по миру

Grazia
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
Не пропускаете ни одного футбольного матча? Ученые говорят, что смотреть спортивные трансляции полезно для здоровья Не пропускаете ни одного футбольного матча? Ученые говорят, что смотреть спортивные трансляции полезно для здоровья

Ученые изучили влияние регулярного просмотра спортивных событий по телевизору

ТехИнсайдер
Украшаем стол Украшаем стол

Необычные идеи окрашивания яиц и украшения стола

Лиза
Обстановка, приближенная к финальной Обстановка, приближенная к финальной

«Падение империи»: Алекс Гарленд приговаривает современность

Weekend
Когда появятся реактивные истребители шестого поколения Когда появятся реактивные истребители шестого поколения

Чем живет и дышит современная воздушная техника?

Maxim
Китай: наполовину запланированный кризис Китай: наполовину запланированный кризис

Что происходит с экономикой Поднебесной

Деньги
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
В браке только ради детей? Приготовьтесь к 3 неприятным последствиям В браке только ради детей? Приготовьтесь к 3 неприятным последствиям

Что происходит с детьми, когда родители решают остаться в несчастливом браке?

Psychologies
«Казнить нельзя помиловать»: история высшей меры наказания в России «Казнить нельзя помиловать»: история высшей меры наказания в России

Как менялись законы, касающиеся смертной казни, в течение всей истории России

ТехИнсайдер
Виталий Ковальчук: «Если есть ощущение, что память ухудшилась, важно с помощью умственной и физической активности, изменения образа жизни, а также специальных упражнений предотвратить дальнейшее развитие когнитивной дисфункции» Виталий Ковальчук: «Если есть ощущение, что память ухудшилась, важно с помощью умственной и физической активности, изменения образа жизни, а также специальных упражнений предотвратить дальнейшее развитие когнитивной дисфункции»

Можно ли на ранних стадиях определить и предотвратить когнитивную дисфункцию?

Здоровье
«Справедливый мир»: почему мы осуждаем жертв насилия «Справедливый мир»: почему мы осуждаем жертв насилия

Почему многие люди склонны защищать тех, кого обвинили в насилии?

Psychologies
Все гениальное просто: 5 привычных предметов мебели с интересной историей Все гениальное просто: 5 привычных предметов мебели с интересной историей

Интересная история разработки стоит за каждым из этих предметов мебели

ТехИнсайдер
Stenosis Stenosis

Stenosis делают художники Даниил Шульгин (Shulya) и Анатолий Алексеев

Собака.ru
Цейлон Форт Галле Цейлон Форт Галле

Форт Галле: одна из крупнейших крепостей в Азии, созданная колонизаторами

Знание – сила
Мужчины глазами девушек: что стоит за словами «масик», «тюбик», «штрих» и «чечик» Мужчины глазами девушек: что стоит за словами «масик», «тюбик», «штрих» и «чечик»

Зачем девушки придумали новую типологию мужчин?

Psychologies
Толстый и Достоевский Толстый и Достоевский

«Утопия»: как сериал о теории заговора породил теорию заговора

Weekend
Французский аристократ описал процесс эволюции за 100 лет до Дарвина Французский аристократ описал процесс эволюции за 100 лет до Дарвина

Удивительный ученый, который предвосхитил теорию эволюции Дарвина на сто лет

ТехИнсайдер
Обнови софт Обнови софт

Что такое soft skills и как их прокачивать?

VOICE
Открыть в приложении