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

Золотой маневр Золотой маневр

В лидеры рейтинга из вчерашнего аутсайда

Деньги
Год Дракона Год Дракона

Китайские драконы, царящие на российском автомобильном рынке

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Третье испытание «Старшипа» Третье испытание «Старшипа»

Очередной и очень ощутимый шаг вперед гигантского гибрида ракеты и звездолета

Наука
«Зло не существует»: живописная экопритча Рюсукэ Хамагути о нравственном шоке идеалистов «Зло не существует»: живописная экопритча Рюсукэ Хамагути о нравственном шоке идеалистов

Почему стоит смотреть новый фильм японского режиссера Рюсукэ Хамагути

Правила жизни
Заповедная Адыгея Заповедная Адыгея

Маленькая, но очень живописная Адыгея предлагает отдых на любой вкус

Отдых в России
Трехногого робота-прыгуна испытали в условиях микрогравитации Трехногого робота-прыгуна испытали в условиях микрогравитации

Робот-прыгун может переворачиваться в полете с помощью движений ног

N+1
Аграрии отчитались: страна обеспечена ключевыми продуктами Аграрии отчитались: страна обеспечена ключевыми продуктами

Как изменились показатели в АПК за несколько лет и в чем секрет успеха

ФедералПресс
Отличный писатель и ужасный муж: факты о Л.Н. Толстом, которые вы могли не знать Отличный писатель и ужасный муж: факты о Л.Н. Толстом, которые вы могли не знать

Пять фактов, которые вы могли не знать о Толстом

ТехИнсайдер
1 из 5 человек хочет сбежать перед собственной свадьбой 1 из 5 человек хочет сбежать перед собственной свадьбой

Гораздо больше людей трусят в момент свадьбы, чем вы могли бы подумать

ТехИнсайдер
«Мир очень неприятен, в нем трудно не впасть в отчаяние, а он как-то научился» «Мир очень неприятен, в нем трудно не впасть в отчаяние, а он как-то научился»

Как Владимир Набоков примирил себя с жизнью в чужих странах

Weekend
Как прокормить космонавтов, не используя продукты с Земли Как прокормить космонавтов, не используя продукты с Земли

Как можно производить еду в космосе и что уже удалось вырастить на орбите

СНОБ
Секс, мода и рок-н-ролл: из жизни ушел Роберто Кавалли Секс, мода и рок-н-ролл: из жизни ушел Роберто Кавалли

Каким был итальянский модельер Роберто Кавалли?

Forbes
Победоносное шествие небесных светил в мировых религиях Победоносное шествие небесных светил в мировых религиях

Вряд ли найдется хоть один народ, который бы не благоговел перед Солнцем и Луной

Зеркало Мира
10 умных лайфхаков по чистке холодильника: советы профессиональных клинеров 10 умных лайфхаков по чистке холодильника: советы профессиональных клинеров

Как облегчить чистку холодильника?

VOICE
Александр Цыпкин: «Я не читаю свои рассказы ни за какие деньги, когда люди сидят за столами и едят. Ну, пока не читаю» Александр Цыпкин: «Я не читаю свои рассказы ни за какие деньги, когда люди сидят за столами и едят. Ну, пока не читаю»

«С детских лет меня особо привлекала приключенческая литература»

Коллекция. Караван историй
Вас дурачат: как понять и обезвредить манипуляторов Вас дурачат: как понять и обезвредить манипуляторов

Какие «крючки» используют мошенники и манипуляторы и как им противостоять

Psychologies
Американец заразился птичьим гриппом от коров Американец заразился птичьим гриппом от коров

Опасный вирус впервые передался человеку от другого вида млекопитающих

N+1
«Белая нефть» XXI века «Белая нефть» XXI века

Литий твердо занял важное место в хозяйственной жизни людей

Знание – сила
Как проникнуть в суть сознания: взгляд ученых и буддистов Как проникнуть в суть сознания: взгляд ученых и буддистов

Можно ли понять, что чувствует другой человек?

Psychologies
Высокоточные кассетные боеприпасы зарубежных стран Высокоточные кассетные боеприпасы зарубежных стран

Обзор самонаводящихся боевых элементов производства США

Обозрение армии и флота
7 правил, которые помогут выжить, если вы заботитесь о пожилом нарциссе 7 правил, которые помогут выжить, если вы заботитесь о пожилом нарциссе

Ваш пожилой отец, мать, бабушка — нарцисс? Вам никогда не удастся ему угодить

Psychologies
Как самолет попал под суд: странные перипетии истории скромняги Ан-10 Как самолет попал под суд: странные перипетии истории скромняги Ан-10

Сейчас самолет Ан-10 почти забылся, затерявшись за славой других советских машин

ТехИнсайдер
ВОЗ сообщила о 3500 смертях от вирусных гепатитов в мире ежедневно ВОЗ сообщила о 3500 смертях от вирусных гепатитов в мире ежедневно

ВОЗ представила доклад о вирусных гепатитах Global hepatitis report

N+1
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
Как избавиться от неприятного запаха в туалете: 10 простых лайфхаков Как избавиться от неприятного запаха в туалете: 10 простых лайфхаков

Простые лайфхаки, как сделать так, чтобы в туалете не пахло

VOICE
18 цитат Казановы, которые должен знать каждый мужчина 18 цитат Казановы, которые должен знать каждый мужчина

Пусть эти цитаты превратят вас в Казанову: великого любовника и путешественника

Maxim
«Джеймс Уэбб» подтвердил наличие экзопланеты в протопланетном диске путем ее необнаружения «Джеймс Уэбб» подтвердил наличие экзопланеты в протопланетном диске путем ее необнаружения

Телескоп понаблюдал за спиральным протопланетным диском у звезды MWC 758

N+1
Новые имена. Пять избранных фильмов кинофестиваля «Дух огня — 2024» Новые имена. Пять избранных фильмов кинофестиваля «Дух огня — 2024»

Самые яркие картины форума «Дух огня — 2024»

СНОБ
Как вести мировую экономическую войну Как вести мировую экономическую войну

О природе экономического роста, происходящего сейчас в России

Монокль
Синдром второго альбома: что это и как с ним справляются звезды — от Мадонны до Билли Айлиш Синдром второго альбома: что это и как с ним справляются звезды — от Мадонны до Билли Айлиш

Что такое синдром второго альбома и какие звезды с ним столкнулись?

Psychologies
Открыть в приложении