Развитие наук привело в конце XX века к появлению новой отрасли — нанотехнологии

Наука и жизньНаука

Наночастицы серебра в карбонатной шубе

Кубок Ликурга. Фото со вспышкой (а) и при обычном освещении (б). Изменение цвета в зависимости от освещения (угла падения света) связано с наличием в стекле мельчайших частиц коллоидного золота и серебра. Фото: Brit_Mus_13sept10_brooches_etc_044.jpg: Johnbod/Wikimedia Commons/ CC BY-SA 3.0.

Развитие химических, физических и технических наук привело в конце XX века к появлению новой отрасли — нанотехнологии. В настоящее время наноматериалы* активно создаются и быстро и широко внедряются в разные сферы жизни — промышленность, медицину, сельское хозяйство. Причина этого — комплекс новых и полезных свойств по сравнению с макроматериалами. К числу широко используемых наноматериалов относятся наночастицы серебра различного размера и формы. Как и все металлы в наноразмерном состоянии они имеют высокое соотношение площади поверхности к объёму, что придаёт им особые свойства и обуславливает большую эффективность работы при их использовании, например, в транзисторах, устройствах магнитной записи, в качестве катализаторов.

Нужно заметить, что человечество использует серебро уже не одну тысячу лет. Люди рано обнаружили его способность подавлять развитие опасной микрофлоры и успешно использовали это свойство для продления сроков хранения воды и пищевых продуктов, получения разнообразных лекарственных и косметических средств. Были также замечены и необычные оптические свойства серебра и золота, благодаря которым при внесении этих металлов в небольших количествах в стекло оно приобретало красивую окраску. Поэтому их добавляли в изделия из стекла (например, в Древнем Риме). Свидетельство тому — кубок Ликурга (IV век). Находящиеся в бронзовой оправе кубка вставки из окрашенного стекла содержат небольшие добавки сплава серебра (70%) с золотом (30%), который, как теперь установлено, состоит из наночастиц со средним диаметром 40 нм. Кубок имеет красный цвет в проходящем свете, а в отражённом он выглядит серо-зелёным, что придаёт ему красоту и загадочность. Другой пример использования небольших добавок благородных металлов в стекле — изготовление в XII—XVI веках лимонно-жёлтых витражей в католических и протестантских соборах Европы. Такое окрашивание — исключительно стойкое; кроме того, оно даёт возможность варьировать цвет стекла, изменяя режим плавки, а значит, размер и форму наночастиц. Последнее стало понятно лишь недавно, когда появились современные методы изучения наночастиц. Сферические частицы серебра и золота имеют жёлтый и красный цвет соответственно, а частицы тех же металлов в форме палочек, призм и других структур приобретают практически все цвета и оттенки от жёлтого до фиолетового. Впервые устойчивый водный раствор коллоидного золота красного цвета получил Майкл Фарадей в 1857 году. Открытие инициировало интерес к изучению малых частиц металла и их необычных свойств. Однако широкие и системные исследования стали возможны, когда появились физические приборы, позволяющие непосредственно «увидеть» частицы, размеры которых в десятки тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Сейчас мы можем увидеть не только сами эти частицы, но и отдельные атомы на их поверхности, а также оценить размер и форму частиц.

* Материалы считаются наноразмерными, если одно, два или все три измерения имеют размеры от 1 до 100 нм

Перспективное направление применения наноразмерного серебра связано с его возможностью подавлять жизнедеятельность опасной для здоровья людей микрофлоры. Появление новых штаммов болезнетворных бактерий, устойчивых к антибиотикам узкого действия, — угроза для жизни и здоровья человека. Серебро же обладает широким спектром противомикробного действия — у большинства патогенных микроорганизмов устойчивости к нему нет. Вдобавок это гипоаллергенный наноматериал.

Будучи мощным токсином для большинства бактерий и вирусов, серебро в небольших концентрациях безопасно для клеток млекопитающих и в том числе для человеческого организма. Бактерицидные свойства серебра связывают в первую очередь с высвобождением ионов серебра при частичном окислительном растворении наночастиц (коррозии), которые подавляют опасную микрофлору. Создание наноразмерного серебра, устойчивого в водной среде (гидрозоли), резко расширило области его применения. Появилась возможность доставлять наночастицы серебра как источник медленно освобождающихся ионов в локальные участки организма, а также использовать способность наноразмерных частиц проникать сквозь клеточные мембраны напрямую в клетки и влиять на биологические процессы в них.

Предложено множество механизмов воздействия серебра на микроорганизмы. Один из наиболее распространённых — адсорбционный: отрицательно заряженная бактериальная клетка погибает вследствие электростатического взаимодействия с положительно заряженными ионами серебра, которое возникает при адсорбции. В общих чертах механизм борьбы серебра с одноклеточными (бактериями) и бесклеточными вирусами выглядит следующим образом: серебро реагирует с клеточной мембраной бактерии, которая представляет собой структуру из особых белков (пептидогликанов), соединённых аминокислотами для обеспечения механической прочности и стабильности. Серебро взаимодействует с внешними пептидогликанами, блокируя перенос кислорода внутрь клетки бактерии. Это приводит к «удушью» микроорганизма и его гибели.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Минный пол Минный пол

20 вещей, которых мы боимся в женщинах

Maxim
Артисты фестиваля Esquire Weekend: «Cream Soda» — о собственном лейбле, предстоящем туре с двумя альбомами и желании поработать с Шуфутинским Артисты фестиваля Esquire Weekend: «Cream Soda» — о собственном лейбле, предстоящем туре с двумя альбомами и желании поработать с Шуфутинским

Группа-праздник Cream Soda — предводители российской танцевальной сцены

Esquire
Мастера такуми Мастера такуми

Кого в Японии называют мастерами такуми

Популярная механика
Проверьте, насколько вы (не) зависимы от чужого мнения Проверьте, насколько вы (не) зависимы от чужого мнения

7 признаков, что вы свободны в мыслях и действиях

Reminder
Объемный шоутех Объемный шоутех

Как новые технологии меняют индустрию развлечений

Forbes
Профиль: Беата Узе — лётчица и каскадёр, открывшая первый в мире секс-шоп, когда ей запретили летать Профиль: Беата Узе — лётчица и каскадёр, открывшая первый в мире секс-шоп, когда ей запретили летать

Услышав в детстве легенду об Икаре, Беата Узе сделала крылья из куриных перьев

TJ
TO-MÁ TO-MÁ

TO-MÁ о том, как ее подставила Темникова, почему она дружит с Милявской

ЖАРА Magazine
Очарованный мезон поймали за превращением в свою античастицу Очарованный мезон поймали за превращением в свою античастицу

Физики обнаружили осцилляции типа «частица-античастица» состояний мезона

N+1
Сергей Полунин: «Разве цель искусства не создание новых ценностей и нового общества?» Сергей Полунин: «Разве цель искусства не создание новых ценностей и нового общества?»

Выдающийся танцовщик — о спектакле «Распутин» и о том, как устроен мир балета

Эксперт
Его хотели назвать Curva и с птицами он не связан: как появился шрифт Calibri, один из самых известных в мире Его хотели назвать Curva и с птицами он не связан: как появился шрифт Calibri, один из самых известных в мире

История шрифта Calibri, основного шрифта Microsoft

VC.RU
5 нейросетей, делающих музыку: от цифровой Эми Уайнхаус и до бесконечного метала 5 нейросетей, делающих музыку: от цифровой Эми Уайнхаус и до бесконечного метала

Разве может робот написать симфонию? Может

Playboy
Как определить размер пениса: мифы и правда Как определить размер пениса: мифы и правда

Со времен изобретения пенисов вокруг них ходит много легенд

Maxim
Вся правда о кетодиете Вся правда о кетодиете

Что такое кетодиета, почему она так популярна и кому действительно показана?

Лиза
Покрас Лампас – о перспективах NFT, любимых художниках и ценности времени Покрас Лампас – о перспективах NFT, любимых художниках и ценности времени

Покрас собирается перевести в NFT целый манифест каллиграфутуризма

GQ
Первые учительницы: кто боролся за возможность получать образование для женщин Первые учительницы: кто боролся за возможность получать образование для женщин

Кто боролся за право женщин на образование

Forbes
Эмма Стоун: «Сыграть антигероя намного сложнее, чем какую-то милую девочку» Эмма Стоун: «Сыграть антигероя намного сложнее, чем какую-то милую девочку»

Эмма Стоун — о Круэлле и работе с животными

Cosmopolitan
Сококе Сококе

Звери с Ольгой Волковой

Weekend
От блудного сына до придуманных сюжетов: картины в русской классике От блудного сына до придуманных сюжетов: картины в русской классике

Что говорят о сюжетах и персонажах картины в книгах русских писателей

Культура.РФ
Лучшие книги для мужчин, которые решили взять быка за рога Лучшие книги для мужчин, которые решили взять быка за рога

Книги, которые превратят застенчивого юношу в уверенного в себе мужчину

Популярная механика
Практикующий хирург и программист создали IT-компанию на сотни миллионов с помощью отказа от курения и психотерапии Практикующий хирург и программист создали IT-компанию на сотни миллионов с помощью отказа от курения и психотерапии

История Mindbox

Inc.
Красота требует жертв: как обувь испортила здоровье средневековым модникам Красота требует жертв: как обувь испортила здоровье средневековым модникам

Вальгусная деформация первого пальца – заболевание с древними корнями

National Geographic
17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы 17 Instagram-аккаунтов, которые научат тебя плести фантастические косы

Авторы этих аккаунтов вдохновят вас на потрясающие прически

Cosmopolitan
Насилие отчима и опасные роды: личные драмы «Красотки» Джулии Робертс Насилие отчима и опасные роды: личные драмы «Красотки» Джулии Робертс

Голливудская звезда Джулия Робертс преодолела многие сложности

Cosmopolitan
Главные плюсы езды на велосипеде (для похудения и не только) Главные плюсы езды на велосипеде (для похудения и не только)

Советы об использовании велосипедных прогулок для снижения веса и удовольствия

Playboy
«Муж съедает всю еду в доме, и это разрушает наши отношения» «Муж съедает всю еду в доме, и это разрушает наши отношения»

Как еда может стать причиной серьезной ссоры между супругами

Psychologies
Как я не съела собаку: «Круэлла» — уникальный фильм для современного Disney. Но это, к сожалению, все еще Disney Как я не съела собаку: «Круэлла» — уникальный фильм для современного Disney. Но это, к сожалению, все еще Disney

«Круэлла» — неожиданный фильм о злодейке из фильмов про далматинцев

Esquire
#экономикабренда: Валерия Чекалина #экономикабренда: Валерия Чекалина

Ждем полную версию

Glamour
Бегите к Торлониа Бегите к Торлониа

Выставка «Мраморы Торлониа. Собирая шедевры» сенсационна даже по меркам Рима

Weekend
«Хаббл» понаблюдал за «бабочкой» в созвездии Скорпион «Хаббл» понаблюдал за «бабочкой» в созвездии Скорпион

Планетарная туманность Бабочка имеет чрезвычайно сложную структуру

National Geographic
Почему ребенок ворует и как это прекратить Почему ребенок ворует и как это прекратить

Почему дети воруют и как быть в такой ситуации?

Psychologies
Открыть в приложении