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

Переучреждение Московской патриархии в 1943 году и наследие Поместного собора 1917–1918 годов Переучреждение Московской патриархии в 1943 году и наследие Поместного собора 1917–1918 годов

Чем являлись события 1943 года с точки зрения канонов Русской церкви?

Наука
Антипсихотики повысили риск переломов и пневмонии у людей с деменцией Антипсихотики повысили риск переломов и пневмонии у людей с деменцией

Антипсихотики у взрослых с деменцией связали с повышенным риском болезней

N+1
Продуманно и бездымно Продуманно и бездымно

Почему никотин сам по себе не является канцерогеном

Наука
Что такое родинки? Какие из них опасны и могут превращаться в рак кожи? Что такое родинки? Какие из них опасны и могут превращаться в рак кожи?

Родинки: особенности их развития и профилактика злокачественных процессов

Psychologies
5 инноваций, которые помогли тепловозам побороть паровозы 5 инноваций, которые помогли тепловозам побороть паровозы

Лишь в 1960-х стало окончательно понятно, что паровозу не тягаться с дизелем

ТехИнсайдер
Обычные подозревающие Обычные подозревающие

10 главных параноиков мирового кино

Weekend
Байкало-Амурская магистраль Байкало-Амурская магистраль

Главные фильмы, через которые прошла Байкало-Амурская магистраль

СНОБ
Что общего между сериалом «Черное зеркало» и нравственным императивом Иммануила Канта Что общего между сериалом «Черное зеркало» и нравственным императивом Иммануила Канта

Каким был Иммануил Кант и почему его идеи актуальны сегодня

СНОБ
«Радуюсь жизни, когда у других — горе»: почему это нормально «Радуюсь жизни, когда у других — горе»: почему это нормально

Почему позитивным эмоциям все-таки есть место в любые времена?

Psychologies
Geneva Geneva

Дизайнер Матвей Ларионенко сумел поженить стритвир и устойчивую моду

Собака.ru
«Люди повезли в карманах»: зачем россияне покупают слитки золота по 100 т в год «Люди повезли в карманах»: зачем россияне покупают слитки золота по 100 т в год

На фоне высоких котировок на золото, спрос на инвестиции в этот актив растет

Forbes
Непослушные (?) слова Непослушные (?) слова

В чём хитрость исключений, в чём особенность непослушных слов?

Наука и жизнь
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
Сводим счеты Сводим счеты

Как оптимизировать семейный бюджет: льготы, подписки и другие лайфхаки

Лиза
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
Соль европейской земли Соль европейской земли

Сегодня соль дешева, как пыль, но когда-то ценилась на вес золота

Знание – сила
Говорят, мы бяки-буки: самые нестандартные бандиты в кино Говорят, мы бяки-буки: самые нестандартные бандиты в кино

Нестандартные экранные преступники, разрушающие привычный шаблон

Правила жизни
Не только куличи и яйца: 10 подвижных игр, в которые на Пасху можно сыграть с детьми Не только куличи и яйца: 10 подвижных игр, в которые на Пасху можно сыграть с детьми

Несколько демократичных игр, которые хорошо заходят на пикниках, в теме Пасхи

ТехИнсайдер
8 нетривиальных способов лучше узнать свою вторую половинку 8 нетривиальных способов лучше узнать свою вторую половинку

Активности, которые помогут лучше узнать партнера и открыть с новых сторон

Maxim
Что такое процедура медиации: принципы и результаты Что такое процедура медиации: принципы и результаты

Кто такой медиатор, когда к нему стоит обратиться?

РБК
Шариковая ручка: долгий путь к человеку Шариковая ручка: долгий путь к человеку

История обычной шариковой ручки

Зеркало Мира
Сырые земли Сырые земли

Почему важно изучать водно-болотные угодья, или ветланды?

Наука и жизнь
(Не)правильный выбор (Не)правильный выбор

Ошибки, которые обернулись успехом

Grazia
Украшаем стол Украшаем стол

Необычные идеи окрашивания яиц и украшения стола

Лиза
6 продуктов питания, которые лишь кажутся «натуральными и здоровыми» 6 продуктов питания, которые лишь кажутся «натуральными и здоровыми»

Ученый-диетолог объясняет влияние продуктов, которые принимают за «полезные»

ТехИнсайдер
7 вещей, которые нельзя чистить жидкостью мытья для посуды: мнение клинеров 7 вещей, которые нельзя чистить жидкостью мытья для посуды: мнение клинеров

Почему кофеварки, латунь и нержавеющую сталь нельзя мыть мылом для мытья посуды

VOICE
Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню Лепет помог птенцам зебровых амадин запомнить отцовскую песню

Лепет птенцов зебровых амадин запускает процесс запоминания песни наставника

N+1
Мать и дитя Мать и дитя

Что делать, если мама стала вести себя как ребенок?

VOICE
Пылающие горы Пылающие горы

Башкиры всегда относились к Янгантау с большим пиететом. А как иначе?

Лиза
Связывая микромир с громадной Вселенной Связывая микромир с громадной Вселенной

Физик-математик Дмитрий Горбунов – о космологии как науки об эволюции Вселенной

Знание – сила
Открыть в приложении