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

Космос начинается с Земли: метрологическое обеспечение космической техники Космос начинается с Земли: метрологическое обеспечение космической техники

Зачем на Луну сбрасывают зеркала? И как мы пользуемся достижениями метрологии?

Наука и техника
Пять выстрелов в мае Пять выстрелов в мае

Симон Петлюра повернул голову к незнакомцу, и прозвучали пять выстрелов

Дилетант
Целительная сила «убойного» цветка Целительная сила «убойного» цветка

За какие целебные свойства ценят зверобой?

Наука и жизнь
Первые и самые: 15 невероятных рекордов, установленных людьми в космосе Первые и самые: 15 невероятных рекордов, установленных людьми в космосе

Какие люди стоят за самыми удивительными прорывами в изучении космоса

ТехИнсайдер
Поболтаем? Как научиться легко вести непринужденные беседы (это очень полезное умение!) Поболтаем? Как научиться легко вести непринужденные беседы (это очень полезное умение!)

Зачем тебе учиться искусству small talk?

VOICE
Банки попросили отложить отказ от зарубежного софта Банки попросили отложить отказ от зарубежного софта

В России так и не появился ряд IТ-решений, рассчитанных на банковские системы

Forbes
Анатолий Вассерман: «В эпоху благополучия люди тратят силы не на деторождение» Анатолий Вассерман: «В эпоху благополучия люди тратят силы не на деторождение»

Анатолий Вассерман — о том, какие проблемы стоят перед страной

ФедералПресс
Октановое число: суть вопроса простыми словами, и на что оно влияет Октановое число: суть вопроса простыми словами, и на что оно влияет

Октановое число в немалой степени определяет эффективность работы двигателя

РБК
Никита Волков Никита Волков

Никита Волков постучался в наши двери и сердечки задолго до роли архитектора

Собака.ru
Зачем люди делают татуировки? Узнайте интересные факты из психологии Зачем люди делают татуировки? Узнайте интересные факты из психологии

Для некоторых людей татуировки — это способ преодоления травмы

ТехИнсайдер
«Lingua latina» «Lingua latina»

Непростая судьба и трансформации латинского языка

Знание – сила
И ты — жук И ты — жук

«Задача трех тел»: экранизация китайского сай-фая об ученых и пришельцах

Weekend
Одни дома: как организовать автополив для растений, если вы уехали в отпуск? Одни дома: как организовать автополив для растений, если вы уехали в отпуск?

Пока вы в отпуске, цветы сами себя не польют. Хотя, почему бы и… да!

ТехИнсайдер
13 пород собак с самым крепким здоровьем 13 пород собак с самым крепким здоровьем

Захотели обзавестись четырехлапым другом? Тогда обратите внимание на эти породы

ТехИнсайдер
Что ваши любимые закуски говорят, о вашем характере: исследования Что ваши любимые закуски говорят, о вашем характере: исследования

Какой ваш любимый снэк?

ТехИнсайдер
Секс, мода и рок-н-ролл: из жизни ушел Роберто Кавалли Секс, мода и рок-н-ролл: из жизни ушел Роберто Кавалли

Каким был итальянский модельер Роберто Кавалли?

Forbes
«Рушится контакт с миром»: как магическое мышление влияет на наше поведение и чем оно опасно «Рушится контакт с миром»: как магическое мышление влияет на наше поведение и чем оно опасно

Почему магическое мышление стало трендом? Как сохранить здравый смысл?

Psychologies
Мальчик выпросил у родителей домашнего осьминога. Теперь у них 50 животных! Как так? Мальчик выпросил у родителей домашнего осьминога. Теперь у них 50 животных! Как так?

Кэмерон понятия не имел, во что он ввязался, когда приобрел домашнего осьминога

ТехИнсайдер
Остап Бендер: авантюрист с психопатическими наклонностями Остап Бендер: авантюрист с психопатическими наклонностями

Что сделало Остапа Бендера «великим комбинатором» и очаровательным мошенником?

Psychologies
Как выбрать аккумулятор в автомобиль, и какой лучше Как выбрать аккумулятор в автомобиль, и какой лучше

Аккумулятор в современном автомобиле — не просто «батарейка»

РБК
Необычная традиция: почему на Пасху принято красить яйца Необычная традиция: почему на Пасху принято красить яйца

Почему на пасху мы красим именно яйца? И зачем вообще это делаем?

ТехИнсайдер
Антипсихотики повысили риск переломов и пневмонии у людей с деменцией Антипсихотики повысили риск переломов и пневмонии у людей с деменцией

Антипсихотики у взрослых с деменцией связали с повышенным риском болезней

N+1
Geely Okavango. Минус миллион Geely Okavango. Минус миллион

Geely Okavango, пожалуй, самый любопытный автомобиль в линейке Geely

4x4 Club
Код: элегантность Код: элегантность

Интерьер в стиле рафинированного софт-минимализма

SALON-Interior
Общество нового чипа: почему так важен технологический суверенитет в области ИИ Общество нового чипа: почему так важен технологический суверенитет в области ИИ

Почему возможность производить процессоры и микрочипы — не только преимущество

Forbes
Ученые выявили самый действенный способ борьбы с приступом агрессии Ученые выявили самый действенный способ борьбы с приступом агрессии

Как справиться с гневом, если дыхательные практики и битье посуды не помогают?

ТехИнсайдер
Ханами по-приморски Ханами по-приморски

Рододендрон – чудо дальневосточной природы и символ Приморья

Отдых в России
Марс в искусстве. Истории о Красной планете в музыке, литературе и театре Марс в искусстве. Истории о Красной планете в музыке, литературе и театре

Как музыканты, писатели и режиссеры изображали Марс в своих работах

СНОБ
Российский бренд на Балтике: янтарная история РФ Российский бренд на Балтике: янтарная история РФ

Знакомьтесь с очередным драйвером экономики, задающим тренды мирового рынка

ФедералПресс
Наши поезда готовятся к взлету Наши поезда готовятся к взлету

Возможно ли в России развить и внедрить технологии магнитной левитации?

Монокль
Открыть в приложении