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

Большой ресурс для маленькой компании Большой ресурс для маленькой компании

Где предпринимателю взять деньги на развитие бизнеса?

РБК
(Не)правильный выбор (Не)правильный выбор

Ошибки, которые обернулись успехом

Grazia
Дыма нет, разница — есть Дыма нет, разница — есть

Разница между электронными системами нагревания табака и электронными сигаретами

Наука
10 способов чистки лимонной кислотой, о которых ты даже не подозревала 10 способов чистки лимонной кислотой, о которых ты даже не подозревала

Чистка лимонной кислотой — это классика уборки. Но знаешь ли ты о ней всё?

VOICE
Как мошенники использовали дипфейки премьер-министра Италии в «фильмах для взрослых» Как мошенники использовали дипфейки премьер-министра Италии в «фильмах для взрослых»

Джорджа Мелони судится с создателями порнографических дипфейков

Forbes
Остров Свободы Остров Свободы

Стоит ли ехать на Кубу?

Отдых в России
Чем полезна ячневая каша для организма: 6 свойств Чем полезна ячневая каша для организма: 6 свойств

Ячневая каша: почему её недооценивают и какая в ней польза?

РБК
Янис Чамалиди Янис Чамалиди

Помпейские росписи и работы медиахудожника Rinatto L'Bank в квартире дизайнера

Собака.ru
5 секретов, которые сделают отношения гармоничными и крепкими 5 секретов, которые сделают отношения гармоничными и крепкими

Как сделать так, чтобы общение с любимым человеком не переставало давать радость

Psychologies
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
Работа из дома: насколько она эффективна и как не сойти с ума — 9 советов Работа из дома: насколько она эффективна и как не сойти с ума — 9 советов

Справляться со сложностями и не терять эффективность на удаленке

РБК
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
Все мы задумывались об этом: почему буквы на клавиатуре расположены не в алфавитном порядке Все мы задумывались об этом: почему буквы на клавиатуре расположены не в алфавитном порядке

Раскладка QWERTY: весьма продуманный и грамотный ход инженеров

ТехИнсайдер
6 актеров, которые просто созданы для боевиков 6 актеров, которые просто созданы для боевиков

Вспомнили одних из самых брутальных мужчин мирового кинематографа

Maxim
Бесчеловечная наука Бесчеловечная наука

Легенды самой богатой российской научной специальности

Наука
«Без различия пола»: как женщины в России требовали избирательных прав «Без различия пола»: как женщины в России требовали избирательных прав

Суфражистки в России начали выступать позже западных, но добились своего быстрее

Forbes
Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь: 9 результатов Как 20 минут ежедневной ходьбы изменят вашу жизнь: 9 результатов

Как начать больше двигаться, не меняя кардинально свой образ жизни?

Psychologies
Высоцкий, Рыбников и ансамбль «Арсенал». 100 пластинок «Мелодии»: отрывок из книги Высоцкий, Рыбников и ансамбль «Арсенал». 100 пластинок «Мелодии»: отрывок из книги

О том, как записывались эти альбомы и об историческом контексте их появления

СНОБ
Кто такой ёкарный бабай и что на Руси знали о тонкостях пикапа: 9 необычных книг о славянской культуре Кто такой ёкарный бабай и что на Руси знали о тонкостях пикапа: 9 необычных книг о славянской культуре

Приготовьтесь к погружению в мифические истории, о которых вы точно не знаете

ТехИнсайдер
10 пушистых и «плюшевых» пород кошек: для семей, в которых любят обниматься 10 пушистых и «плюшевых» пород кошек: для семей, в которых любят обниматься

Кошки пород, представленных в подборке, любят ласку, а также пушисты!

VOICE
Что такое ретроградный Меркурий с точки зрения науки Что такое ретроградный Меркурий с точки зрения науки

Почему простое положение планеты вызывает у людей такой страх и тревогу?

ТехИнсайдер
Новый партнер: 7 пунктов, на которые стоит обратить особое внимание Новый партнер: 7 пунктов, на которые стоит обратить особое внимание

Анализировать отношения с самого их начала бывает крайне полезно!

Psychologies
Кролики и удавы: как Apple iPad борются за выживание на рынке Кролики и удавы: как Apple iPad борются за выживание на рынке

Куда движется рынок планшетов: как спустя 1,5 года обновил свои девайсы Apple

РБК
Электрокарский cловарь. Мужская версия Электрокарский cловарь. Мужская версия

Толковый словарь электромобилиста

Автопилот
Домашняя работа: как девушкам с темными волосами самостоятельно перейти в блонд Домашняя работа: как девушкам с темными волосами самостоятельно перейти в блонд

Колорист раскрыл профессиональные хитрости окрашивания

VOICE
Урал: от природной кладовой к промышленному производству Урал: от природной кладовой к промышленному производству

Когда мы говорим о природных богатствах России, прежде всего вспоминается Урал

Знание – сила
Как выходить из неприятного диалога и держаться от токсичных людей на расстоянии Как выходить из неприятного диалога и держаться от токсичных людей на расстоянии

Как давать отпор токсичным людям с корейской элегантностью?

Forbes
Основатель IT-компании: «Мы сами создаем смыслы» Основатель IT-компании: «Мы сами создаем смыслы»

В каком состоянии находится IT-отрасль сейчас и что поможет ей стать сильнее?

ФедералПресс
Мэр Якутска: как победить пыль и неблагоустроенность Мэр Якутска: как победить пыль и неблагоустроенность

Чем вызваны особенные недостатки столицы Якутии?

ФедералПресс
Как вести мировую экономическую войну Как вести мировую экономическую войну

О природе экономического роста, происходящего сейчас в России

Монокль
Открыть в приложении