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

Управляемая мутация против продовольственного кризиса Управляемая мутация против продовольственного кризиса

«Геномный прыжок» и с чем его едят

Наука
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
Первый элемент Первый элемент

Академик Михаил Федонкин — о сформировавшихся под влиянием жизни минералах

Наука
Как укрепить иммунитет Как укрепить иммунитет

Что поможет повысить иммунитет весной

Здоровье
Перед менопаузой есть «перименопауза». Вот как это влияет на психику женщин! Перед менопаузой есть «перименопауза». Вот как это влияет на психику женщин!

Как изменяется психологическое состояние женщины в зависимости от её возраста?

ТехИнсайдер
«Нужны личности особого душевного склада»: как сегодня существует литературный театр «Нужны личности особого душевного склада»: как сегодня существует литературный театр

Какую литературу сегодня можно считать современной и зачем люди идут в театр

Forbes
4 критерия, которые помогут определить, с кем рискованно вести дела 4 критерия, которые помогут определить, с кем рискованно вести дела

Как понять, подходит ли вам потенциальный бизнес-партнер?

Psychologies
«Песнь пророка» и русский Нобель. Большой разговор о книжных премиях с Андреем Аствацатуровым, Игорем Сухих и Татьяной Емельяновой «Песнь пророка» и русский Нобель. Большой разговор о книжных премиях с Андреем Аствацатуровым, Игорем Сухих и Татьяной Емельяновой

О назначении литературных премий, романе «Песнь пророка» и Нобеле Ивана Бунина

СНОБ
Исторические отели, в которых годами жили известные личности Исторические отели, в которых годами жили известные личности

Некоторые из отелей стали не просто пристанищем, а настоящим домом для звезд

ТехИнсайдер
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
Темная сторона короны: 5 печально известных королевских скандалов Темная сторона короны: 5 печально известных королевских скандалов

Скандалы, которые подорвали авторитет монархии по всей Европе

ТехИнсайдер
Владимир Вдовиченков: «Я знаю четко только одно: существует судьба, которая меня ведет» Владимир Вдовиченков: «Я знаю четко только одно: существует судьба, которая меня ведет»

Время-то идет, ты не молодеешь, тебе уже шестой десяток, нужно что-то делать!

Караван историй
10 цитат Роберто Кавалли об эпатаже, излишествах и главном желании каждого человека 10 цитат Роберто Кавалли об эпатаже, излишествах и главном желании каждого человека

Поклонники творчества Роберто Кавалли не забудут его талант и эпатажные выходки

Psychologies
Какие на самом деле были зарплаты, пенсии, стипендии в СССР Какие на самом деле были зарплаты, пенсии, стипендии в СССР

Многие современники имеют ложное представление о доходах советского человека

Maxim
Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам Молодые самцы лазоревок уступили чужих самок старшим сородичам

В отсутствии старших самцов лазоревок репродуктивный успех молодых увеличился

N+1
Неловкие вопросы, травля и города-призраки: лучшие новые книги для детей и подростков Неловкие вопросы, травля и города-призраки: лучшие новые книги для детей и подростков

Книги для детей и подростков, которые будет интересно читать и взрослым

Forbes
Топливо из салата и биоразнообразие: как стартапы решают климатические проблемы Топливо из салата и биоразнообразие: как стартапы решают климатические проблемы

Как цифровые решения могут помочь спасти будущее Земли

Forbes
Как понять, что партнер уже готов к браку: 10 главных признаков Как понять, что партнер уже готов к браку: 10 главных признаков

По каким признакам можно определить готовность партнера к семейной жизни

Psychologies
Разум в наследство Разум в наследство

Откуда взялась наша центральная нервная система – головной и спинной мозг?

Вокруг света
Работа с нестабильным графиком в молодости может привести к большим проблемам со здоровьем годы спустя Работа с нестабильным графиком в молодости может привести к большим проблемам со здоровьем годы спустя

Нерегулярный график может резко негативно повлиять на состояние здоровья позже

ТехИнсайдер
Одни дома: как организовать автополив для растений, если вы уехали в отпуск? Одни дома: как организовать автополив для растений, если вы уехали в отпуск?

Пока вы в отпуске, цветы сами себя не польют. Хотя, почему бы и… да!

ТехИнсайдер
Как поменять пароль в Telegram. На iPhone, Android и ПК. Все способы Как поменять пароль в Telegram. На iPhone, Android и ПК. Все способы

Как поменять пароль Telegram, если возникла такая необходимость

Цифровой океан
Городские хроники Городские хроники

Куда отправиться, чтобы увидеть лучшие образцы современной настенной живописи?

Вокруг света
«Имя мне Легион» «Имя мне Легион»

Современные ученые вторгаются в вотчину Бога — клонирование человека

Зеркало Мира
Анна Матвеева: Не хочу тратить время на вторичную паралитературу Анна Матвеева: Не хочу тратить время на вторичную паралитературу

Писательница Анна Матвеева — о «Тотальном диктанте» и борьбе за чистоту слога

СНОБ
Таежные звезды эстрады Таежные звезды эстрады

Под какую музыку тысячи молодых ребят строили самую протяженную железную дорогу

СНОБ
Краткосрочное ОСАГО: 5 вопросов, которые возникают у каждого водителя Краткосрочное ОСАГО: 5 вопросов, которые возникают у каждого водителя

В каких случаях краткосрочное ОСАГО может быть выгодно?

ТехИнсайдер
Как подключить смартфон к старой магнитоле — все рабочие способы Как подключить смартфон к старой магнитоле — все рабочие способы

Даже древняя кассетная магнитола может воспроизводить музыку со смартфона. Как?

CHIP
По клеточкам По клеточкам

Неужели пептиды действительно способны подарить нам вечную молодость?

Лиза
Обстановка, приближенная к финальной Обстановка, приближенная к финальной

«Падение империи»: Алекс Гарленд приговаривает современность

Weekend
Открыть в приложении