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

Квантовое превосходство Квантовое превосходство

«Квантовый компьютер – атомная бомба XX века»

ТехИнсайдер
7 качеств, которые делают нас жертвами абьюзеров и манипуляторов 7 качеств, которые делают нас жертвами абьюзеров и манипуляторов

Какие личностные черты привлекают абьюзеров?

Psychologies
Третье испытание «Старшипа» Третье испытание «Старшипа»

Очередной и очень ощутимый шаг вперед гигантского гибрида ракеты и звездолета

Наука
Относиться к человечеству как к цели, а не как к средству Относиться к человечеству как к цели, а не как к средству

Триста лет одному из главных мыслителей в истории человечества — Иммануилу Канту

Наука
У черных ревунов обнаружили эффект дорогого врага У черных ревунов обнаружили эффект дорогого врага

Обезьяны реагировали на голоса соседей менее агрессивно, чем на голоса чужаков

N+1
Как мы оказываемся в ловушке зависимых отношений: главная причина Как мы оказываемся в ловушке зависимых отношений: главная причина

Почему люди попадают в капкан чрезмерной эмоциональной зависимости?

Psychologies
Черная дыра промежуточной массы выдала себя пролетами сквозь аккреционный поток вблизи сверхмассивной черной дыры Черная дыра промежуточной массы выдала себя пролетами сквозь аккреционный поток вблизи сверхмассивной черной дыры

Пара из сверхмассивной черной дыры и черной дыры промежуточной массы

N+1
Первоцветы. Необычные композиции и клумбы: креативные идеи для весеннего сада Первоцветы. Необычные композиции и клумбы: креативные идеи для весеннего сада

Как превратить свой загородный участок в живописную весеннюю палитру?

Лиза
Татьяна Устинова: «Я научилась слушать» Татьяна Устинова: «Я научилась слушать»

Писательница Татьяна Устинова – об опыте работы телеведущей и детективах

Лиза
Правильный вояж: Азамат Мусагалиев рассказывает, как приготовить астраханскую уху и почему Камызяк похож на кадр из фильма Кустурицы Правильный вояж: Азамат Мусагалиев рассказывает, как приготовить астраханскую уху и почему Камызяк похож на кадр из фильма Кустурицы

Больше всего Астрахань похожа на старинную резную шкатулку красного дерева

Правила жизни
Операция «Переезд» Операция «Переезд»

За «перемещением» ЦК фактически стояла успешно проведённая тайная операция

Дилетант
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
Что страшнее: устать или не уметь расслабляться? Что страшнее: устать или не уметь расслабляться?

Умеете ли вы определять меру собственной усталости?

Psychologies
Как пережить родительское собрание: 10 полезных советов Как пережить родительское собрание: 10 полезных советов

Почему мы боимся родительских собраний и как минимизировать негатив от них?

Psychologies
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
Богатая-счастливая Эмма Стоун Богатая-счастливая Эмма Стоун

«Я всегда думала, что если и добьюсь чего-то, то став комиком»

Караван историй
Владимир Сурдин: «Ангара» получилась чистая, летает на керосине Владимир Сурдин: «Ангара» получилась чистая, летает на керосине

В чем преимущества «Ангары» перед «Протоном» и «Союзом», долетит ли она до Луны?

СНОБ
«Это все квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего» «Это все квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего»

Как теория Дэвида Бома отрицает свободу воли

N+1
Острый вкус дикого васаби. Новый фильм Рюсукэ Хамагути «Зло не существует» Острый вкус дикого васаби. Новый фильм Рюсукэ Хамагути «Зло не существует»

«Зло не существует» — трагедия о потемках человеческих душ

СНОБ
Их не читали две тысячи лет Их не читали две тысячи лет

ИИ позволил начать чтение свитков, две тысячи лет остававшиеся недоступными

Дилетант
Робот-мошенник Робот-мошенник

Новые способы обмана с помощью нейросетей

Лиза
«Региональным банкам нужен особый статус» «Региональным банкам нужен особый статус»

О том, как повысить роль средних региональных банков и стимулировать их развитие

Монокль
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
Уголок Севильи Уголок Севильи

Изучаем столицу Вятского края с экстравагантным местным гидом

Отдых в России
Валерия Гай Германика Валерия Гай Германика

Валерия Гай Германика: уникальная оптика в наблюдении за подростковым бунтом

Собака.ru
Доллар за 94 рубля: почему российская валюта ослабела до осенних минимумов Доллар за 94 рубля: почему российская валюта ослабела до осенних минимумов

Что происходит с рублем и чего от него ожидать до конца года?

Forbes
Как найти идеального партнера по типу личности: 4 сценария Как найти идеального партнера по типу личности: 4 сценария

Партнер какого типа личности вам подходит?

Psychologies
Осторожно: смузи! Осторожно: смузи!

Ошибки в приготовлении смузи, которые приводят к увеличению веса

Лиза
10 фраз, которые выдают энергетического вампира 10 фраз, которые выдают энергетического вампира

Как понять, что из вас тянут жизненно важные ресурсы?

Psychologies
«Не держите сцепление выжатым, убьете»: это правда или миф «Не держите сцепление выжатым, убьете»: это правда или миф

«Не держите сцепление выжатым!» Мы имеем дело с очередной страшилкой

ТехИнсайдер
Открыть в приложении