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

Как и кто спасает сайгака Как и кто спасает сайгака

В России остановили вымирание реликтовой антилопы

Наука
Двуглавые коровы, киберкрестоносцы и жизнерадостный карапуз: краткий гид по миру Fallout Двуглавые коровы, киберкрестоносцы и жизнерадостный карапуз: краткий гид по миру Fallout

Как устроен мир видеоигр и сериала Fallout?

Правила жизни
Кунтскамера Кунтскамера

Мостики для белок, мандаринные корки и самые мелкие из родственников кенгуру

Наука и жизнь
Совладелица WeFamilyGroup — о развитии гастрономии в малых городах Совладелица WeFamilyGroup — о развитии гастрономии в малых городах

Марина Старчикова о том, как как развивается ресторанная индустрия в регионах

РБК
Культ счастья: почему это опасно Культ счастья: почему это опасно

Улучшает ли позитивное мышление качество жизни... или наоборот?

Grazia
Топ-модель из Еманжелинска: в чем феномен Ирины Шейк Топ-модель из Еманжелинска: в чем феномен Ирины Шейк

Как красавица из Челябинской области покорила весь мир?

Psychologies
6 самых необычных цветочных фестивалей весны 6 самых необычных цветочных фестивалей весны

Шесть лучших цветочных фестивалей и праздников мира

Psychologies
Неузнаваемый Дауни, комичный Аффлек, многоликий Макэвой: актеры с несколькими ролями в одном проекте Неузнаваемый Дауни, комичный Аффлек, многоликий Макэвой: актеры с несколькими ролями в одном проекте

Проекты, в которых артисты сыграли сразу несколько ролей

Правила жизни
6 книг о токсичном родительстве и его последствиях 6 книг о токсичном родительстве и его последствиях

Книги, в которых поднимается тема токсичного родительства

Psychologies
Дорогой длинною Дорогой длинною

Чуйский тракт неспроста называют самой красивой дорогой России

Лиза
Антидворянец: Императорский яхт-клуб Антидворянец: Императорский яхт-клуб

Самые свежие сплетни столетней давности. В этот раз – об Императорском яхт-клубе

Правила жизни
The Kooks — гении ретромании и самая недооцененная рок-группа нулевых The Kooks — гении ретромании и самая недооцененная рок-группа нулевых

В чем феномен британской группы The Kooks

СНОБ
Первый элемент Первый элемент

Академик Михаил Федонкин — о сформировавшихся под влиянием жизни минералах

Наука
Мигранты развиваются вместе с российской экономикой Мигранты развиваются вместе с российской экономикой

Растет численность квалифицированного персонала из стран ближнего зарубежья

Монокль
7 бытовых вещей, которые заставят вас вспомнить детство 7 бытовых вещей, которые заставят вас вспомнить детство

Что именно провоцирует приливы воспоминаний о детстве?

Psychologies
Первый загар. Где можно погреться уже сейчас Первый загар. Где можно погреться уже сейчас

Отправляемся туда, где сейчас можно подзарядиться солнечными лучами

Лиза
Фонотека Фонотека

Как младшая сестра Майкла Джексона прокладывала свой путь в популярной музыке

Правила жизни
«Я сама себе лучший друг»: 6 неожиданных плюсов одиночества «Я сама себе лучший друг»: 6 неожиданных плюсов одиночества

Как изменяется жизнь, если понять, что вы сами себе лучший друг

Psychologies
5 бунтарок, изменивших мир: чему всем нам стоит у них поучиться 5 бунтарок, изменивших мир: чему всем нам стоит у них поучиться

Выдающиеся женщины, которые своим протестом изменили ход истории

Psychologies
Все сериалы по видеоиграм от худшего к лучшему Все сериалы по видеоиграм от худшего к лучшему

Экранизации видеоигр: все ли они так плохи?

Maxim
Авианосцы постройки Италии и Испании. Часть 2: Испания Авианосцы постройки Италии и Испании. Часть 2: Испания

Флагманы испанского флота: «Принц Астурийский» и «Хуан Карлос I»

Наука и техника
«Я жила с маньяком»: исповедь женщины, которая 30 лет страдала от секс-зависимости мужа «Я жила с маньяком»: исповедь женщины, которая 30 лет страдала от секс-зависимости мужа

Излишняя страсть в отношениях может мучать обоих партнеров: личная история

Psychologies
ПЭТ/МРТ помогла избежать ненужных биопсий при диагностике рака простаты ПЭТ/МРТ помогла избежать ненужных биопсий при диагностике рака простаты

ПЭТ/МРТ позволяет дифференцировать случаи подозрения на рак простаты

N+1
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
Зоя Бербер: «Мы с дочкой любим супергеройские истории» Зоя Бербер: «Мы с дочкой любим супергеройские истории»

Актриса Зоя Бербер о ритуалах на съемках и рецептах воспитания

Лиза
Законодатель, проводник, любовник матери: чем важен отец Законодатель, проводник, любовник матери: чем важен отец

Зачем нам нужен отец?

Psychologies
Электронный кошелек Электронный кошелек

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

Лиза
Все альбомы группы «Король и Шут» — от лучшего к худшему Все альбомы группы «Король и Шут» — от лучшего к худшему

Разбираем творчество легендарных музыкантов КиШ — от дебюта до заката

Maxim
Упоминания в твиттере не повысили цитируемость научных статей Упоминания в твиттере не повысили цитируемость научных статей

Публикация в твиттере лишь незначительно влияет на частоту цитирования

N+1
Последствия неправильной сушки: как помыть зонт, чтобы избавиться от затхлого запаха Последствия неправильной сушки: как помыть зонт, чтобы избавиться от затхлого запаха

Как правильно мыть зонт дома?

ТехИнсайдер
Открыть в приложении