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

Парадокс Спящей красавицы Парадокс Спящей красавицы

Возможно ли впасть в оцепенение на столетие и потом вернуться к жизни?

Вокруг света
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
Сколько волков человеку надо Сколько волков человеку надо

Волк — прекрасный приспособленец и космополит

Наука
Как кататься на электросамокате в городе и нужны ли водительские права Как кататься на электросамокате в городе и нужны ли водительские права

Ключевые нюансы эксплуатации электросамокатов в городе

РБК
Эренумаб облегчил симптомы мигрени лучше неспецифических препаратов Эренумаб облегчил симптомы мигрени лучше неспецифических препаратов

Лишь недавно ученые разработали эренумаб, предназначенный для лечения мигрени

N+1
Никогда не поздно: как найти свое призвание и решиться на смену профессии Никогда не поздно: как найти свое призвание и решиться на смену профессии

Менять профессию, искать себя и учиться новому никогда не поздно!

ТехИнсайдер
Фрики Юрского периода: 10 динозавров, в существование которых сложно поверить Фрики Юрского периода: 10 динозавров, в существование которых сложно поверить

Топ-10 динозавров, которые удивят вас и ваших детей

Maxim
«Смогу тратить свой заработок»: как женщины в XX веке искали оплачиваемую работу «Смогу тратить свой заработок»: как женщины в XX веке искали оплачиваемую работу

Отрывок из романа Мейв Бинчи «Зажги свечу»

Forbes
Не смотри назад Не смотри назад

«Наследник»: триллер в духе Шаброля

Weekend
Как на раз-два отмыть вафельницу с антипригарным покрытием с несъемными панелями Как на раз-два отмыть вафельницу с антипригарным покрытием с несъемными панелями

Как развести хмурые тучи и отмыть вашу электровафельницу с несъемными панелями

ТехИнсайдер
«Бренд делают люди» «Бренд делают люди»

Надежда Хафизова из тех, для кого «это сделать нереально» — призыв к действию

OK!
Гигант с крутым нравом Гигант с крутым нравом

Бегемот — животное дружелюбное на вид, но обладающее крайне скверным нравом

Зеркало Мира
Пылающие горы Пылающие горы

Башкиры всегда относились к Янгантау с большим пиететом. А как иначе?

Лиза
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
Артем Дервоед: «Солистом нужно родиться» Артем Дервоед: «Солистом нужно родиться»

Артем Дервоед о гитарной музыке и о том, как складываются судьбы гитаристов

Монокль
Пауки и панельки Пауки и панельки

«Паутина страха»: новая хоррор-классика

Weekend
На память о встрече На память о встрече

Аварии из эпохи СССР, запечатленные на фото

Автопилот
Французский кинорежиссер Бертран Бонелло: Я вижу стену между человечеством и технологиями, в «Предчувствии» они подавили людей Французский кинорежиссер Бертран Бонелло: Я вижу стену между человечеством и технологиями, в «Предчувствии» они подавили людей

Бертран Бонелло о работе с Леей Сейду, всеобщем одиночестве и катастрофах

СНОБ
«Белая нефть» XXI века «Белая нефть» XXI века

Литий твердо занял важное место в хозяйственной жизни людей

Знание – сила
10 способов чистки лимонной кислотой, о которых ты даже не подозревала 10 способов чистки лимонной кислотой, о которых ты даже не подозревала

Чистка лимонной кислотой — это классика уборки. Но знаешь ли ты о ней всё?

VOICE
Менялы вместо банков Менялы вместо банков

Перевод денег из России в другие страны превратился в настоящий квест

Монокль
Ринат Абдрахманов: Любой может создать изображение, но от этого он не станет художником Ринат Абдрахманов: Любой может создать изображение, но от этого он не станет художником

Художник Ринат Абдрахманов — об искусственном интеллекте вместо творца

СНОБ
Дело не в шляпах Дело не в шляпах

Как Павел I искал экстремизм в заграничных книгах и модах

Weekend
Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню

Лепет птенцов зебровых амадин запускает процесс запоминания песни наставника

N+1
Между всех огней Между всех огней

Период Директории УНР — важнейший этап в истории украинской нации

Дилетант
Мария Кейдж Мария Кейдж

Модель Мария Кейдж об особенностях диджитал-показов и антитрендах

Grazia
Фэншуй: как улучшить отношения при помощи стихии огня Фэншуй: как улучшить отношения при помощи стихии огня

О первой форме энергии и, пожалуй, самой активной из них — стихии Огня.

VOICE
Софт отечества: как восстанавливается рынок отечественного ПО для бизнеса Софт отечества: как восстанавливается рынок отечественного ПО для бизнеса

Как проходит восстановление рынка ПО после ухода зарубежных вендоров

Forbes
Правила жизни Вячеслава Зайцева Правила жизни Вячеслава Зайцева

Правила жизни модельера Вячеслава Зайцева

Правила жизни
Король, дама, валет Король, дама, валет

«Правила жизни» исследуют семейную историю Владимира Набокова

Правила жизни
Открыть в приложении