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

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
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
Как возникают и гибнут опухолевые клетки Как возникают и гибнут опухолевые клетки

Механизм возникновения и гибели опухолевых клеток

Наука и жизнь
Количество против качества: почему не стоит доверять ИИ рассылку резюме Количество против качества: почему не стоит доверять ИИ рассылку резюме

Как работают сервисы массовой рассылки резюме и почему им нельзя доверять?

Inc.
Книги Книги

Как количество преступлений связано с устройством города?

Правила жизни
По разным канонам По разным канонам

Фантазия на тему усадьбы с винтажной мебелью и отделкой конца XIX в.

Идеи Вашего Дома
Как почистить ванну, не напрягая спину: 2 отличных способа, экономящих твои силы Как почистить ванну, не напрягая спину: 2 отличных способа, экономящих твои силы

Удобные методы очистки ванны, после которых не устает спина

VOICE
Пшеница для своих: зачем Россия хочет создать зерновую биржу БРИКС Пшеница для своих: зачем Россия хочет создать зерновую биржу БРИКС

Еще в прошлом году Россия предложила создать зерновую биржу БРИКС

Forbes
Мексиканская Калифорния с севера на юг Мексиканская Калифорния с севера на юг

Калифорнийский полуостров — место особенное

Y Magazine
Действительно ли дезодорант может защитить от пота в течение 48 часов Действительно ли дезодорант может защитить от пота в течение 48 часов

Насколько заявленная эффективность соответствует реальному времени дезодорантов?

Maxim
Фактор стройности Фактор стройности

Питаясь по этой системе, ты не будешь чувствовать себя голодной

Лиза
ТОП-5 самых известных корейских автобрендов и их первые модели ТОП-5 самых известных корейских автобрендов и их первые модели

На мировом уровне корейский автопром заявил о себе лишь пару десятилетий назад

РБК
Выносливый и политически благонадежный: как Гагарина выбрали для полета в космос Выносливый и политически благонадежный: как Гагарина выбрали для полета в космос

О том, как шла подготовка к отправке человека в космос

Forbes
Что это такое принцип Парето и как его применять Что это такое принцип Парето и как его применять

Оказывается, что 80% результата можно обеспечить 20% усилий

РБК
Юрий Олеша о «чувствах добрых» – и не очень Юрий Олеша о «чувствах добрых» – и не очень

Юрий Олеша – успешный писатель и человек трагической судьбы

Знание – сила
Особое место Особое место

Хакасия – настоящий кладезь локаций с высокой энергетикой

Лиза
Сами с клыками Сами с клыками

История про знакомство девушки-кровососки и суицидально настроенного тинейджера

Weekend
На одной волне На одной волне

Ученые разработали несколько инноваций для российского судостроения

Наука
Как правильно перевезти холодильник, чтобы его не испортить? Как правильно перевезти холодильник, чтобы его не испортить?

Как правильно перевозить холодильник при переезде?

CHIP
Мозг собак заметил несоответствие между словом и предметом Мозг собак заметил несоответствие между словом и предметом

Когда собаки слышат слово, которое не соответствует предмету, их мозг реагирует

N+1
Если вы хотите завести питомца: 8 вопросов, которые стоит задать себе Если вы хотите завести питомца: 8 вопросов, которые стоит задать себе

Если вы подумываете о том, чтобы купить или взять из приюта животное, не спешите

Psychologies
Ню и автор Ню и автор

«Обнаженная муза Пьера Боннара»: бесхитростный байопик художника

Weekend
Публичный труп для вечной жизни Публичный труп для вечной жизни

Как человек стал делать себя произведением искусства

Weekend
Эта Барби — продюсер: как Марго Робби создает и поддерживает женское кино Эта Барби — продюсер: как Марго Робби создает и поддерживает женское кино

Как LuckyChap Entertainment спродюсировала «Барби»

Forbes
Похороны Хрущёва Похороны Хрущёва

Отрывок, описывающий похороны опального политика Никиты Хрущёва

Дилетант
Портреты русской цивилизации Портреты русской цивилизации

Как сложились главные города России

Weekend
Как поддержать себя во время стресса: 4 шага Как поддержать себя во время стресса: 4 шага

Мы можем развить устойчивость к негативным факторам окружающей среды

Psychologies
Сила мысли Сила мысли

Какими способностями наделяют людей «умные» экзоскелеты

РБК
10 мифов о Великом посте 10 мифов о Великом посте

Как провести пост с пользой для души и тела, без заблуждений и ошибок

Maxim
Хочу булочку! Хочу булочку!

Как есть мучное и при этом не набирать вес: советы нутрициолога

Лиза
Открыть в приложении