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

В диалоге с цветами В диалоге с цветами

Формы и стили, которые подчеркивают и по-новому показывают красоту цветка

Наука и жизнь
Как укрепить иммунитет Как укрепить иммунитет

Что поможет повысить иммунитет весной

Здоровье
Меледá, или девять связанных колец Меледá, или девять связанных колец

Эта головоломка с кольцами, надетыми на шпильку, известна во многих странах

Наука и жизнь
Как национальный проект помог властям России изменить ситуацию в экологии Как национальный проект помог властям России изменить ситуацию в экологии

Что изменилось в сфере экологии в России?

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

Экранизации видеоигр: все ли они так плохи?

Maxim
«Оскар»: история старейшей кинопремии мира «Оскар»: история старейшей кинопремии мира

Рассказываем историю одного из важнейших событий киноиндустрии

ТехИнсайдер
История одной звездной системы История одной звездной системы

В 366 световых годах от нас находится гигантская звезда Дзета Змееносца

Наука и техника
«Нужны еще десятилетия»: как «Арифметика добра» уже 10 лет решает проблему сиротства «Нужны еще десятилетия»: как «Арифметика добра» уже 10 лет решает проблему сиротства

Как связаны помощь зависимым людям и число детей в учреждениях?

Forbes
«Люди повезли в карманах»: зачем россияне покупают слитки золота по 100 т в год «Люди повезли в карманах»: зачем россияне покупают слитки золота по 100 т в год

На фоне высоких котировок на золото, спрос на инвестиции в этот актив растет

Forbes
Главы моды: как женщины развивают модную индустрию Главы моды: как женщины развивают модную индустрию

Самые влиятельные героини модной индустрии в России и основательницы брендов

Forbes
Коллекционер ДНК Коллекционер ДНК

В конце прошлого года ученые описали ранее неизвестную органеллу эксклюсому

N+1
Как подключить телевизор по HDMI Как подключить телевизор по HDMI

Как подключить ноутбук или компьютер к телевизору по HDMI

CHIP
Эксперты указали на рост числа поддельных мобильных приложений банков Эксперты указали на рост числа поддельных мобильных приложений банков

Число поддельных приложений банков выросло в 1,6 раз только на Android

Forbes
«Стены увидят и донесут»: история репрессированной школьницы Нины Луговской «Стены увидят и донесут»: история репрессированной школьницы Нины Луговской

Почему советская власть прошлась по школьнице Нине Луговской?

ТехИнсайдер
Теория суперструн Теория суперструн

Ученые нашли теорию, которая раскрывает все неразрешимые загадки Вселенной

Зеркало Мира
Сын за отца: Андрей Тарковский — младший о доке «Андрей Рублев: Воспоминания о фильме» Сын за отца: Андрей Тарковский — младший о доке «Андрей Рублев: Воспоминания о фильме»

Чем авторская версия «Рублева» отличается от общедоступной?

Правила жизни
Как и почему в России хотят «выращивать» ипотечных заемщиков на спецдепозитах Как и почему в России хотят «выращивать» ипотечных заемщиков на спецдепозитах

В первом чтении принят законопроект о договорах жилищных сбережений

Forbes
ТОП-8 орехов богатых белком ТОП-8 орехов богатых белком

Какие орехи содержат больше белка, чем жиров или углеводов

ТехИнсайдер
Ребекка Куанг: «Йеллоуфейс». Фрагмент из романа Ребекка Куанг: «Йеллоуфейс». Фрагмент из романа

Отрывок из романа-бестселлера о плагиате Ребекки Куанг

СНОБ
Как лечить зубы недорого Как лечить зубы недорого

Секреты от стоматолога, которые помогут сэкономить на лечении зубов

Лиза
Прививка для императрицы. Отрывок из книги Прививка для императрицы. Отрывок из книги

Как Екатерина II прививала Россию

СНОБ
Разводиться или нет? 5 вопросов, чтобы принять решение Разводиться или нет? 5 вопросов, чтобы принять решение

Стоит ли решаться на развод? Чтобы все взвесить, ответьте себе на эти вопросы

Psychologies
Идеал — квартира после пожара Идеал — квартира после пожара

Флипинг — новый тренд на рынке недвижимости

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

Что именно провоцирует приливы воспоминаний о детстве?

Psychologies
Страна восходящего солнца: что нужно знать о жизни в Японии — топ любопытных фактов Страна восходящего солнца: что нужно знать о жизни в Японии — топ любопытных фактов

А что вам известно о жизни в Японии?

ТехИнсайдер
Вместо сахара Вместо сахара

Чем заменить сахар, а чем не стоит: полезные и вредные варианты

Лиза
Топ-20 самых быстрых кроссоверов и внедорожников Топ-20 самых быстрых кроссоверов и внедорожников

Нынешний год можно смело назвать годом топовых кроссоверов и внедорожников

4x4 Club
Культовые кроссовки, выпуск 18: история New Balance 997 — классической беговой модели Культовые кроссовки, выпуск 18: история New Balance 997 — классической беговой модели

Беговая модель кроссовок, которые в свое время оценил даже Билл Клинтон

Правила жизни
Без компромиссов Без компромиссов

Tank 500 Urban. После бездорожья покоряем город

Автопилот
Этруски – кто они?.. Этруски – кто они?..

Этруски — один из самых древних и загадочных народов Европы

Зеркало Мира
Открыть в приложении