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

10 обычных вещей, которые почему-то неприличны в Японии 10 обычных вещей, которые почему-то неприличны в Японии

Как ты можешь, сам того не подозревая, обесчестить себя в Японии

Maxim
К чему может привести изменение магнитных полюсов Земли? К чему может привести изменение магнитных полюсов Земли?

Ученые подсчитали, что вот-вот может произойти новый сдвиг магнитных полюсов

Зеркало Мира
Третье испытание «Старшипа» Третье испытание «Старшипа»

Очередной и очень ощутимый шаг вперед гигантского гибрида ракеты и звездолета

Наука
Жена Николая Еременко: «В самом начале нашего романа Коля предупредил меня, что женат» Жена Николая Еременко: «В самом начале нашего романа Коля предупредил меня, что женат»

«Я хочу дать тебе свою фамилию. Никаким женам не давал, а тебе дам»

Караван историй
150 лет первой выставке импрессионистов: как они остановили время 150 лет первой выставке импрессионистов: как они остановили время

За что живопись была высмеяна и почему «импрессионизм» — это ругательство

СНОБ
Экстремальное похудение: как Оземпик бьет по здоровью Экстремальное похудение: как Оземпик бьет по здоровью

Какой вред здоровью и красоте на самом деле наносит Оземпик?

Psychologies
Как снизить кортизол в организме: 6 эффективных способов Как снизить кортизол в организме: 6 эффективных способов

Как понизить уровень кортизола? С чем связано его накопление в организме?

Psychologies
5 неловких вопросов о сексе и честные ответы на них 5 неловких вопросов о сексе и честные ответы на них

Сексолог — о проблемах, с которыми люди сталкиваются в интимных отношениях

Psychologies
Вы давно этого не делали: как правильно чистить коврик для компьютерной мыши Вы давно этого не делали: как правильно чистить коврик для компьютерной мыши

Как правильно почистить коврик для мышки из разных материалов

ТехИнсайдер
Главы моды: как женщины развивают модную индустрию Главы моды: как женщины развивают модную индустрию

Самые влиятельные героини модной индустрии в России и основательницы брендов

Forbes
Среди песков Среди песков

Великолепные города среди песков, забытые жемчужины древности

Зеркало Мира
Над кем смеетесь? Над собой смеетесь: история самых популярных российских сатирических журналов в иронических набросках Над кем смеетесь? Над собой смеетесь: история самых популярных российских сатирических журналов в иронических набросках

Разбираемся в истоках комического в литературе и искусстве

Правила жизни
Самый яркий гамма-всплеск породил очень мало тяжелых элементов Самый яркий гамма-всплеск породил очень мало тяжелых элементов

«Джеймс Уэбб» нашел сверхновую, связанную с ярчайшим гамма-всплеском в истории

N+1
Мужская и царская болезнь: пять мифов о гемофилии, которые давно опровергнуты наукой Мужская и царская болезнь: пять мифов о гемофилии, которые давно опровергнуты наукой

О главных мифах, связанных с гемофилией

Forbes
Мальчик выпросил у родителей домашнего осьминога. Теперь у них 50 животных! Как так? Мальчик выпросил у родителей домашнего осьминога. Теперь у них 50 животных! Как так?

Кэмерон понятия не имел, во что он ввязался, когда приобрел домашнего осьминога

ТехИнсайдер
45 в «кубе» 45 в «кубе»

За что мы любим «Гелендваген»

Автопилот
Почему никто не любит умных женщин: 7 причин Почему никто не любит умных женщин: 7 причин

Почему мужчины до сих пор не воспринимают женщин как равных?

Psychologies
Модный разговор с Владимиром Славским. Юлия Куварзина: «Я почувствовала себя Одри Хепберн и Софи Лорен» Модный разговор с Владимиром Славским. Юлия Куварзина: «Я почувствовала себя Одри Хепберн и Софи Лорен»

Мне сделали столько накладок. Шесть вариантов груди! Пять — бедер!

Караван историй
Страх в твоих ушах Страх в твоих ушах

«Ад за углом» Трики: как искусство подражает еще не случившейся жизни

Weekend
Человек играющий, или страницы древней истории спорта Человек играющий, или страницы древней истории спорта

Спорт был всегда частью культурной жизни человечества

Зеркало Мира
Стесняюсь спросить: как не потеряться в изобилии онлайн-курсов и грамотно построить дистанционное обучение? Стесняюсь спросить: как не потеряться в изобилии онлайн-курсов и грамотно построить дистанционное обучение?

Как организовать дистанционное обучение, чтобы получить на выходе крепкие знания

Правила жизни
12 вопросов, которые стоит обсудить до свадьбы 12 вопросов, которые стоит обсудить до свадьбы

Что нужно обсудить с человеком, с которым вы собираетесь связать жизнь?

Psychologies
«Он улетел на небо»: как не травмировать ребенка новостью о смерти близкого «Он улетел на небо»: как не травмировать ребенка новостью о смерти близкого

Взрослые стараются не говорить с детьми о смерти. Правильное ли это решение?

Psychologies
В будущем самолеты могут стать полностью бесшумными В будущем самолеты могут стать полностью бесшумными

Возможно ли, что у самолетов будут бесшумные двигатели? Это вполне реально.

ТехИнсайдер
Остров Свободы Остров Свободы

Стоит ли ехать на Кубу?

Отдых в России
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
Октановое число: суть вопроса простыми словами, и на что оно влияет Октановое число: суть вопроса простыми словами, и на что оно влияет

Октановое число в немалой степени определяет эффективность работы двигателя

РБК
Одуванчик: сорняк, еда, лекарство Одуванчик: сорняк, еда, лекарство

Самый распространенный и самый полезный российский сорняк

Наука
«Эфиопия — наша!» «Эфиопия — наша!»

В 1936 году фашистская Италия ликовала: над столицей Эфиопии поднялся их флаг

Дилетант
10 фраз, которые спасут вас от неловкой тишины на первом свидании 10 фраз, которые спасут вас от неловкой тишины на первом свидании

Почему возникают трудности в общении на первом свидании?

Psychologies
Открыть в приложении