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

Виктор Васнецов. Витязь на распутье Виктор Васнецов. Витязь на распутье

Виктор Васнецов — отчаяние, одиночество и тоска по несбывшимся мечтам

Караван историй
Зона особого внимания: где и как выгодно строить бизнес Зона особого внимания: где и как выгодно строить бизнес

Что такое особые экономические зоны и зачем их создает государство?

ФедералПресс
Целительная сила «убойного» цветка Целительная сила «убойного» цветка

За какие целебные свойства ценят зверобой?

Наука и жизнь
Какими пилками лобзика пилить дерево, металл, пластик: рекомендации и основные отличия Какими пилками лобзика пилить дерево, металл, пластик: рекомендации и основные отличия

Лобзиком можно пилить не только древесину! Как найти правильную пилку?

CHIP
Она в городе: существует ли комфортная урбанистическая среда для женщин в России Она в городе: существует ли комфортная урбанистическая среда для женщин в России

Как сделать, чтобы городская среда была удобной как для мужчин, так и для женщин

Forbes
Ученые выяснили, почему зумеры стареют раньше положенного срока Ученые выяснили, почему зумеры стареют раньше положенного срока

Почему зумеры выглядят гораздо старше своих лет?

Psychologies
Тяга к свободе: 5 самых знаменитых и  дерзких побегов из тюрем Тяга к свободе: 5 самых знаменитых и  дерзких побегов из тюрем

Рассказываем о 5 самых неординарных попытках сбежать из мест не столь отдаленных

ТехИнсайдер
Ставка на валюту Ставка на валюту

Особенности выбора юаневых и замещающих облигаций

Деньги
Как сжать файл ПДФ: несколько простых способов для ПК и телефона Как сжать файл ПДФ: несколько простых способов для ПК и телефона

Сегодня мы расскажем, как сжать ПДФ документ, чтобы он весил меньше

CHIP
А вы даете имя авто? Так делает 51% людей А вы даете имя авто? Так делает 51% людей

Похоже, автомобили — это не просто способ добраться из пункта А в пункт Б

ТехИнсайдер
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
Количество против качества: почему не стоит доверять ИИ рассылку резюме Количество против качества: почему не стоит доверять ИИ рассылку резюме

Как работают сервисы массовой рассылки резюме и почему им нельзя доверять?

Inc.
Прирожденные певцы: для чего и о чем поют птицы Прирожденные певцы: для чего и о чем поют птицы

О чем все время поют птицы? Зачем они это делают?

ТехИнсайдер
Небермудский треугольник: как мы становимся заложниками собственной ролевой игры в отношениях Небермудский треугольник: как мы становимся заложниками собственной ролевой игры в отношениях

В чем суть треугольника Карпмана и его опасность, а главное: как из него выйти?

Psychologies
Заряженная пыль на Луне Заряженная пыль на Луне

Откуда взялась пыль на Луне?

Знание – сила
Младшие птенцы удодов оказались консервами для выкармливания старших Младшие птенцы удодов оказались консервами для выкармливания старших

Самки удодов кормят старших птенцов младшими

N+1
7 способов быстро отмыть жир с фартука на кухне: рейтинг самых эффективных 7 способов быстро отмыть жир с фартука на кухне: рейтинг самых эффективных

Какие экспресс-методы удаления жира с фартука существуют?

VOICE
Узнайте, как кофе влияет на рецидив рака кишечника! Вот чем полезен напиток Узнайте, как кофе влияет на рецидив рака кишечника! Вот чем полезен напиток

Люди с раком кишечника, которые пьют кофе, отмечают отсутствие рецидива

ТехИнсайдер
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
«Другой дом»: отрывок из романа американского классика Генри Джеймса «Другой дом»: отрывок из романа американского классика Генри Джеймса

Отрывок из драматического романа с элементами детектива от Генри Джеймса

Forbes
История автомобиля «Чайка»: как выглядит машина, характеристики История автомобиля «Чайка»: как выглядит машина, характеристики

«Чайка» стала светлым символом. Но недостижимым для простого смертного

РБК
Этот продукт содержит втрое больше пробиотиков, чем йогурт: что это такое? Этот продукт содержит втрое больше пробиотиков, чем йогурт: что это такое?

Есть кое-что полезнее, чем йогурт и содержащее больше пробиотиков!

ТехИнсайдер
Радость, слезы и семейные тайны: семь очень разных фильмов про свадьбы Радость, слезы и семейные тайны: семь очень разных фильмов про свадьбы

«Свадебные» фильмы в самых разных жанрах

Forbes
Оксана Милковская Оксана Милковская

Кажется, Оксана Милковская открыла новые пределы комфорта

Собака.ru
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
На велосипеде по стране На велосипеде по стране

Как специалист по ракетам стала фанатом велосипедного туризма

Отдых в России
Самая любимая Самая любимая

Направление self-care лечит не только тело, но и душу

Лиза
Опасно для здоровья: 7 продуктов, которые не следует разогревать повторно Опасно для здоровья: 7 продуктов, которые не следует разогревать повторно

При повторном нагревании эти продукты могут стать токсичными

ТехИнсайдер
Зачем производители клеят пленки на стекла смартфонов Зачем производители клеят пленки на стекла смартфонов

Производители клеят на смартфоны специальную пленку. Зачем она нужна?

CHIP
Зумеры мечтают работать, не работая: что такое ресентеизм Зумеры мечтают работать, не работая: что такое ресентеизм

Действительно ли избегание работы у зумеров кроется в нежелании трудиться?

Psychologies
Открыть в приложении