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 кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты Как кофеин влияет на мозг и тело: неожиданные факты

Исследования выявили ряд интересных фактов, связанных с кофеином

Psychologies
Ученые узнали, какая диета увеличивает продолжительность жизни Ученые узнали, какая диета увеличивает продолжительность жизни

Как нужно питаться, чтобы жить значительно дольше?

ТехИнсайдер
Бесчеловечная наука Бесчеловечная наука

Легенды самой богатой российской научной специальности

Наука
Делай как я: сооснователь Haraba о внутреннем скряге и накоплениях как игре Делай как я: сооснователь Haraba о внутреннем скряге и накоплениях как игре

«Делай как я»: сооснователь агрегатора объявлений продажи автомобилей с пробегом

Forbes
Костенки: родина всех европейцев? Костенки: родина всех европейцев?

Человек разумный появился 40 тыс. лет назад именно здесь — в Костенках!

Зеркало Мира
Самая длинная династия Самая длинная династия

О судьбе египетского рода, подарившего миру духи, археологию и монотеизм

Правила жизни
Родить в Тундре: как в НАО смогли повысить рождаемость Родить в Тундре: как в НАО смогли повысить рождаемость

Как жительницы НАО рожают в тундре?

ФедералПресс
Смутная история: почему в геймдеве не нужно сразу стремиться к шедеврам ААА-класса Смутная история: почему в геймдеве не нужно сразу стремиться к шедеврам ААА-класса

Почему российскому геймдеву нужно выпускать просто хорошие игры, а не ААА?

Forbes
Придумать украшения, которые никто не видел: как женщины развивают ювелирные бренды Придумать украшения, которые никто не видел: как женщины развивают ювелирные бренды

Самые влиятельных героинь ювелирной и часовой индустрии России

Forbes
Как мошенники использовали дипфейки премьер-министра Италии в «фильмах для взрослых» Как мошенники использовали дипфейки премьер-министра Италии в «фильмах для взрослых»

Джорджа Мелони судится с создателями порнографических дипфейков

Forbes
Лего выдающихся джентльменов Лего выдающихся джентльменов

Как наследник основателя LEGO придумал концепцию гаража для состоятельных людей

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Сколько нужно ходить, чтобы «активировать» ваш мозг Сколько нужно ходить, чтобы «активировать» ваш мозг

Почему нам всем нужно больше ходить?

ТехИнсайдер
Погрузчик из Чувашии не ищет легких путей на рынок Погрузчик из Чувашии не ищет легких путей на рынок

Чебоксарский завод силовых агрегатов решил побороться с китайскими поставщиками

Монокль
Чем полезен щавель и кому лучше от него отказаться Чем полезен щавель и кому лучше от него отказаться

Щавель насыщен витаминами и органическими кислотами, а потому очень полезен

РБК
«Это что же, ваш мальчик?!» «Это что же, ваш мальчик?!»

8 советских актеров, чьи персонажи не соответствовали их реальному возрасту

Лиза
Искусство общения Искусство общения

Как избежать конфликтных ситуаций и найти компромиссные решения

Лиза
Советской фирме грамзаписи исполнилось 60 лет: топ-10 пластинок «Мелодии» Советской фирме грамзаписи исполнилось 60 лет: топ-10 пластинок «Мелодии»

Лучшие 10 пластинок знаменитой фирмы грамзаписи «Мелодия»

СНОБ
Монетизация воды Монетизация воды

Какие финансовые инструменты появились в борьбе за климат

Деньги
Как кататься на электросамокате в городе и нужны ли водительские права Как кататься на электросамокате в городе и нужны ли водительские права

Ключевые нюансы эксплуатации электросамокатов в городе

РБК
Ринат Абдрахманов: Любой может создать изображение, но от этого он не станет художником Ринат Абдрахманов: Любой может создать изображение, но от этого он не станет художником

Художник Ринат Абдрахманов — об искусственном интеллекте вместо творца

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

Экранизации видеоигр: все ли они так плохи?

Maxim
Дина Корзун: «После «Страны глухих» я проснулась, и вся моя жизнь изменилась» Дина Корзун: «После «Страны глухих» я проснулась, и вся моя жизнь изменилась»

«Как я пришла в сознание» — это моноспектакль. Он не просто автобиографический

Коллекция. Караван историй
«Если что-то я оставлю после себя – это дети и фильмы» «Если что-то я оставлю после себя – это дети и фильмы»

Наталия Кончаловская взяла интервью у отца, режиссера Андрея Кончаловского

Правила жизни
Химики синтезировали голден Химики синтезировали голден

Шведские химики получили голден — одиночные слои золота толщиной в один атом

N+1
Чтобы сохранить воспоминания, нейроны разрывают и восстанавливают свою ДНК Чтобы сохранить воспоминания, нейроны разрывают и восстанавливают свою ДНК

Нейробиологи описали неизвестный механизм формирования долговременной памяти

ТехИнсайдер
Параллельные люди Параллельные люди

С какими альтернативными человечествами мы могли бы делить Землю?

Вокруг света
«Lingua latina» «Lingua latina»

Непростая судьба и трансформации латинского языка

Знание – сила
Все мы задумывались об этом: почему буквы на клавиатуре расположены не в алфавитном порядке Все мы задумывались об этом: почему буквы на клавиатуре расположены не в алфавитном порядке

Раскладка QWERTY: весьма продуманный и грамотный ход инженеров

ТехИнсайдер
.Solutions .Solutions

Глеб Костин сосредоточился на междисциплинарном бренде “.Solutions”

Собака.ru
Я — сноб: ресторатор Дмитрий Романов Я — сноб: ресторатор Дмитрий Романов

Ресторатор Дмитрий Романов — почему он все еще художник, а не бизнесмен

СНОБ
Открыть в приложении