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

«Нам пришлось снять шляпу перед нашей субстанцией» «Нам пришлось снять шляпу перед нашей субстанцией»

Наверное, каждый задумывался, как из неживой материи однажды появилась живая

Наука
«Мы поэты чего-то оптимистического» «Мы поэты чего-то оптимистического»

Артемий Драгунский поговорил со своим дядей Денисом Драгунским о детстве и семье

Правила жизни
Человеческий фактор Человеческий фактор

Как голландцы спасли свои каналы, а упавший самолет – целый район?

Вокруг света
Самцы бонобо оказались агрессивнее самцов шимпанзе Самцы бонобо оказались агрессивнее самцов шимпанзе

Самцы бонобо чаще агрессивно атаковали других самцов, но не самок

N+1
Электронный кошелек Электронный кошелек

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

Лиза
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
Что делать с детской истерикой: 5 советов, чтобы успокоить ребенка Что делать с детской истерикой: 5 советов, чтобы успокоить ребенка

Что делать родителям, если у ребенка истерика? Как её предотвратить?

Psychologies
Мужчина с ребенком: 6 причин, почему он вас не знакомит Мужчина с ребенком: 6 причин, почему он вас не знакомит

Почему новый избранник не спешит знакомить вас со своими детьми?

Psychologies
«Ты мне не отец!»: что важно знать отчиму, чтобы наладить отношения с неродным ребенком «Ты мне не отец!»: что важно знать отчиму, чтобы наладить отношения с неродным ребенком

Как выстроить дружеские и доверительные отношения с пасынком или падчерицей?

Psychologies
5 аргументов в пользу того, чтобы перечитать «Лолиту» сегодня же 5 аргументов в пользу того, чтобы перечитать «Лолиту» сегодня же

Зачем читать Лолиту прямо сейчас?

Psychologies
9 самых распространенных ошибок при мытье окон: мнение профессиональных клинеров 9 самых распространенных ошибок при мытье окон: мнение профессиональных клинеров

Разводы на окнах не исчезли после мытья? Вот почему это произошло

VOICE
«В нашем институте представлены все направления современной астрономии» «В нашем институте представлены все направления современной астрономии»

Директор ГАИШ — об истории института имени П.К. Штернберга МГУ

Зеркало Мира
Самый яркий гамма-всплеск породил очень мало тяжелых элементов Самый яркий гамма-всплеск породил очень мало тяжелых элементов

«Джеймс Уэбб» нашел сверхновую, связанную с ярчайшим гамма-всплеском в истории

N+1
Самые стойкие: 7 цветов, которые дольше всех остаются свежими Самые стойкие: 7 цветов, которые дольше всех остаются свежими

Срезанные цветы, которые смогут радовать вас на протяжении нескольких недель

ТехИнсайдер
Уснуть в пути и проснуться: 8 принципов безопасной ночевки в машине Уснуть в пути и проснуться: 8 принципов безопасной ночевки в машине

Что нужно знать перед ночевкой в машине, чтобы она была безопасной

ТехИнсайдер
Радиосигналы и загадочное око: 7 самых странных объектов во вселенной Радиосигналы и загадочное око: 7 самых странных объектов во вселенной

Некоторые из объектов Вселенной, которые кажутся странными и пугающими

ТехИнсайдер
Восстановить мост в Балтиморе мешает закон, придуманный во времена парусных кораблей Восстановить мост в Балтиморе мешает закон, придуманный во времена парусных кораблей

Владельцы MV Dali, врезавшегося в мост, могут избежать ответственности

ТехИнсайдер
Как устроен бизнес «Авилона» и при чем тут заводы Volkswagen и Hyundai Как устроен бизнес «Авилона» и при чем тут заводы Volkswagen и Hyundai

Как в орбите его группы «Авилон» оказались бывшие заводы Volkswagen и Hyundai?

Forbes
Софт отечества: как восстанавливается рынок отечественного ПО для бизнеса Софт отечества: как восстанавливается рынок отечественного ПО для бизнеса

Как проходит восстановление рынка ПО после ухода зарубежных вендоров

Forbes
8 нетривиальных способов лучше узнать свою вторую половинку 8 нетривиальных способов лучше узнать свою вторую половинку

Активности, которые помогут лучше узнать партнера и открыть с новых сторон

Maxim
Черная дыра промежуточной массы выдала себя пролетами сквозь аккреционный поток вблизи сверхмассивной черной дыры Черная дыра промежуточной массы выдала себя пролетами сквозь аккреционный поток вблизи сверхмассивной черной дыры

Пара из сверхмассивной черной дыры и черной дыры промежуточной массы

N+1
Высоцкий, Рыбников и ансамбль «Арсенал». 100 пластинок «Мелодии»: отрывок из книги Высоцкий, Рыбников и ансамбль «Арсенал». 100 пластинок «Мелодии»: отрывок из книги

О том, как записывались эти альбомы и об историческом контексте их появления

СНОБ
«Главное – не вовлекайся» «Главное – не вовлекайся»

Перспективы семейных ценностей и династические проблемы современного общества

Правила жизни
От «Смертельной битвы» до Fallout: лучшие экранизации компьютерных игр От «Смертельной битвы» до Fallout: лучшие экранизации компьютерных игр

Адаптации культовых видеоигр, которые не уступают оригиналу

Правила жизни
Сон о счастливой Москве: фильму «Я шагаю по Москве» — 60 лет Сон о счастливой Москве: фильму «Я шагаю по Москве» — 60 лет

Почему «Я шагаю по Москве» — главный фильм в судьбе Георгия Данелии

СНОБ
«Все большие сделки случаются после личной встречи» «Все большие сделки случаются после личной встречи»

Что удерживает деловую ивент-индустрию от крайностей

ФедералПресс
Жительница Нидерландов решила сделать эвтаназию в 28 лет из-за депрессии Жительница Нидерландов решила сделать эвтаназию в 28 лет из-за депрессии

Как депрессия может довести человека до крайности и что об этом думают психологи

Psychologies
Geneva Geneva

Дизайнер Матвей Ларионенко сумел поженить стритвир и устойчивую моду

Собака.ru
Проверьте, возьмут ли вас в космос: какими качествами нужно обладать, чтобы стать космонавтом Проверьте, возьмут ли вас в космос: какими качествами нужно обладать, чтобы стать космонавтом

Каким требованиям нужно соответствовать, чтобы стать космонавтом в России?

ТехИнсайдер
Как достучаться до успешного предпринимателя и нужно ли это делать Как достучаться до успешного предпринимателя и нужно ли это делать

Как не надо начинать общение с уважаемым человеком

Forbes
Открыть в приложении