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

Энергия на любой вкус Энергия на любой вкус

Всем по зарядке! — бросил клерк, обводя руками свою компанию. — Я угощаю!

Наука и жизнь
Медики назвали самое удачное время для тренировки — это ночь Медики назвали самое удачное время для тренировки — это ночь

Когда лучше заниматься спортом: результаты исследования

ТехИнсайдер
Третье испытание «Старшипа» Третье испытание «Старшипа»

Очередной и очень ощутимый шаг вперед гигантского гибрида ракеты и звездолета

Наука
Шампанского! Шампанского!

Как легкий игристый алкогольный напиток завоевал сердца по всему миру

Зеркало Мира
Коровы с инсулиновым молоком и шимпанзе-гопники: новости науки Коровы с инсулиновым молоком и шимпанзе-гопники: новости науки

Почему все труднее понять правила работы мозга и как обеспечить мир инсулином?

Forbes
Глубокое обучение привлекли к проблеме аномального магнитного момента мюона Глубокое обучение привлекли к проблеме аномального магнитного момента мюона

Нейросеть пригодится в будущих экспериментах повышенной светимости

N+1
«Бренд делают люди» «Бренд делают люди»

Надежда Хафизова из тех, для кого «это сделать нереально» — призыв к действию

OK!
Тайны старой крепости Тайны старой крепости

Люди со всей страны исследуют и восстанавливают Балтийскую крепость XVII века

Отдых в России
Как убрать живот без спортзала Как убрать живот без спортзала

Как убрать живот без диет и изнурительных тренировок

Psychologies
5 фильмов от режиссеров-дебютантов из России, которые покажут новый взгляд на отношения 5 фильмов от режиссеров-дебютантов из России, которые покажут новый взгляд на отношения

О пяти российских картинах, которые действительно стоит посмотреть

Psychologies
Как второй сезон сериала «Обоюдное согласие» рассказывает про домашнее насилие Как второй сезон сериала «Обоюдное согласие» рассказывает про домашнее насилие

Насколько реалистично российские сериалы показывают домашнее насилие?

Forbes
Почему с возрастом время течет быстрее Почему с возрастом время течет быстрее

Школьные каникулы могут показаться вечностью, но только не для взрослых… Почему?

ТехИнсайдер
Электрокарский cловарь. Мужская версия Электрокарский cловарь. Мужская версия

Толковый словарь электромобилиста

Автопилот
Мои инопланетяне! Мои инопланетяне!

Если они прилетели, природа сделала уверенный поворот к приходу весны

Наука и жизнь
Холодный прием Холодный прием

Реальный случай, когда специалист не помог, а причинил вред

VOICE
Сигнализатор как он есть Сигнализатор как он есть

Что такое сигнализаторы, без которых не может обойтись ни одна корабельная САУ

Наука и техника
Теперь можно! Теперь можно!

Устаревшие правила дизайна интерьера, которые давно пора нарушить

Лиза
Простое правило, о котором многие не задумываются: зачем нужно мыть многоразовые бутылки и как это делать Простое правило, о котором многие не задумываются: зачем нужно мыть многоразовые бутылки и как это делать

Позаботьтесь о своем здоровье и выработайте привычку мыть многоразовые бутылки

ТехИнсайдер
«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
Оземпик: чем опасен препарат, который якобы помогает похудеть Оземпик: чем опасен препарат, который якобы помогает похудеть

Так ли безопасен Оземпик и можно ли худеть с его помощью?

Psychologies
Трубка дымит: почему телефонного спама не становится меньше Трубка дымит: почему телефонного спама не становится меньше

Почему штрафы не смогут уменьшить количество телефонного спама?

Forbes
Подвязочные змеи прошли обонятельный аналог зеркального теста Подвязочные змеи прошли обонятельный аналог зеркального теста

Биологи провели обонятельный зеркальный тест с подвязочными змеями

N+1
Технологии безопасности Технологии безопасности

Как компании повышают надежность нефтепроводов

Наука
Как и зачем птицы помогают друг другу. Отрывок из книги Как и зачем птицы помогают друг другу. Отрывок из книги

Почему основным законом природы стоит считать не борьбу за выживание

СНОБ
Галлицы опылили крошечные цветки орхидеи оберонии Галлицы опылили крошечные цветки орхидеи оберонии

Ранее считалось, что галлицы не опыляют орхидеи, но это оказалось не так

N+1
«Конек-Горбунок» и «Госпожа Бовари»: запрещенные книги, которые стали классикой «Конек-Горбунок» и «Госпожа Бовари»: запрещенные книги, которые стали классикой

Книги, которые сперва вызывали вопросы цензоров, но стали мировой классикой

Forbes
«Заглушка» от безопасности: как регулярные аварии подрывают имидж и экономику Boeing «Заглушка» от безопасности: как регулярные аварии подрывают имидж и экономику Boeing

Крупнейший самолетостроителей мира не заботится о качестве своей продукции

Forbes
Ваш район влияет на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний! Вот что нужно знать Ваш район влияет на риск развития сердечно-сосудистых заболеваний! Вот что нужно знать

Как социальная группа влияет на здоровье людей?

ТехИнсайдер
Наталья Жванецкая: «Я была влюблена в Мишу еще до встречи с ним» Наталья Жванецкая: «Я была влюблена в Мишу еще до встречи с ним»

Этот год юбилейный — 90-летие Михаила Михайловича, запланировано много событий

Коллекция. Караван историй
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
Открыть в приложении