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

Парадокс Спящей красавицы Парадокс Спящей красавицы

Возможно ли впасть в оцепенение на столетие и потом вернуться к жизни?

Вокруг света
Город на парках Город на парках

Хабаровск: победа деревьев над советским пространством

Weekend
Третье испытание «Старшипа» Третье испытание «Старшипа»

Очередной и очень ощутимый шаг вперед гигантского гибрида ракеты и звездолета

Наука
В Карелии есть В Карелии есть

Зимой «русская Финляндия» без толп туристов откроется с новой стороны

Отдых в России
«Бежевые мамы»: за что ругают родителей, которые окружают детей бежевыми вещами «Бежевые мамы»: за что ругают родителей, которые окружают детей бежевыми вещами

За что критикуют «бежевых мам» и какими цветами важно окружать ребенка.

Psychologies
Как перестать быть прислугой в собственном доме: 5 шагов Как перестать быть прислугой в собственном доме: 5 шагов

Почему мы выходим замуж, будучи принцессами, а становимся прислугой?

Psychologies
Что смотреть в выходные: 6 новых российских сериалов, которые вы могли пропустить Что смотреть в выходные: 6 новых российских сериалов, которые вы могли пропустить

Новые отечественные сериалы: от серьезных драм до кринж- и метакомедий

Правила жизни
Искусство заводить друзей Искусство заводить друзей

Как помочь детям выстроить надежные и безопасные отношения со сверстниками?

Здоровье
Секс и кожа: как интимные отношения сказываются на внешности? Секс и кожа: как интимные отношения сказываются на внешности?

Каким образом регулярная половая жизнь может влиять на состояние кожи

Правила жизни
Geneva Geneva

Дизайнер Матвей Ларионенко сумел поженить стритвир и устойчивую моду

Собака.ru
«Мы вместе благодаря Божьему промыслу… и велосипеду»: история женщины, которая нашла любовь в 70 лет «Мы вместе благодаря Божьему промыслу… и велосипеду»: история женщины, которая нашла любовь в 70 лет

История нашей героини доказывает, что встретить суженого можно и в 70 лет

Psychologies
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
О чем не говорят мужчины: 3 самых популярных запроса к психологам О чем не говорят мужчины: 3 самых популярных запроса к психологам

Чем же делятся мужчины с терапевтами?

Psychologies
Мигранты развиваются вместе с российской экономикой Мигранты развиваются вместе с российской экономикой

Растет численность квалифицированного персонала из стран ближнего зарубежья

Монокль
Дина Корзун: «После «Страны глухих» я проснулась, и вся моя жизнь изменилась» Дина Корзун: «После «Страны глухих» я проснулась, и вся моя жизнь изменилась»

«Как я пришла в сознание» — это моноспектакль. Он не просто автобиографический

Коллекция. Караван историй
«Шестидесятые сейчас на пике»: коллекционер Валерий Дудаков о ярмарке «Арт Москва» «Шестидесятые сейчас на пике»: коллекционер Валерий Дудаков о ярмарке «Арт Москва»

Валерий Дудаков, крупный московский коллекционер и арт-дилер, на «Арт Москва»

Forbes
Сетевое мошенничество индуцировало эротоманию у пожилой венгерки Сетевое мошенничество индуцировало эротоманию у пожилой венгерки

Психиатры описали случай эротомании, индуцированной онлайн-мошенничеством

N+1
Отлично выглядите: почему некоторым людям так трудно принимать комплименты Отлично выглядите: почему некоторым людям так трудно принимать комплименты

Что делать, если похвала для вас хуже критики?

Inc.
Огород как арт-объект Огород как арт-объект

Сажаем овощи не только правильно, но и красиво

Лиза
Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода Марсоход Curiosity расскажет, как с планеты уходила вода

Марсоход NASA Curiosity начал исследование нового региона Марса

ТехИнсайдер
4 критерия, которые помогут определить, с кем рискованно вести дела 4 критерия, которые помогут определить, с кем рискованно вести дела

Как понять, подходит ли вам потенциальный бизнес-партнер?

Psychologies
Что такое тосол и для чего он нужен Что такое тосол и для чего он нужен

Что такое тосол и чем он отличается от антифриза

РБК
Самый энергичный свет Самый энергичный свет

История открытия и некоторые факты о гамма-лучах

Наука и жизнь
«Казнить нельзя помиловать»: история высшей меры наказания в России «Казнить нельзя помиловать»: история высшей меры наказания в России

Как менялись законы, касающиеся смертной казни, в течение всей истории России

ТехИнсайдер
Химики синтезировали голден Химики синтезировали голден

Шведские химики получили голден — одиночные слои золота толщиной в один атом

N+1
Погибшая приватность и побежденная паранойя Погибшая приватность и побежденная паранойя

Как современный человек избавился от страха остаться неизвестным

Weekend
Нзинга Мбади Нгола: как африканская королева 40 лет сражалась с колонизаторами Нзинга Мбади Нгола: как африканская королева 40 лет сражалась с колонизаторами

История африканской королевы, которая была готова пойти на всё ради своей страны

Forbes
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
Электронный кошелек Электронный кошелек

Когда электронный кошелек — это удобно, а когда нужно быть особенно осторожной

Лиза
Катерина Мурашова: от гиперопеки к ипохондрии Катерина Мурашова: от гиперопеки к ипохондрии

Как гиперопека влияет на ментальное здоровье ребенка? Личная история

СНОБ
Открыть в приложении