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

Саша плюс Таша Саша плюс Таша

Брак Первого Поэта и Первой Красавицы начали обсуждать задолго до венчания

Дилетант
Как новенькая! Как новенькая!

Способы, которые помогут запустить процесс очищения и омоложения организма

Лиза
Человеческий фактор Человеческий фактор

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

Вокруг света
Оксана Милковская Оксана Милковская

Кажется, Оксана Милковская открыла новые пределы комфорта

Собака.ru
Отложенное материнство: что нужно знать о заморозке яйцеклеток каждой женщине Отложенное материнство: что нужно знать о заморозке яйцеклеток каждой женщине

Как современная наука помогает остановить время и сохранить фертильность?

Psychologies
Добытый в Польше свинец экспортировали в Древнюю Русь Добытый в Польше свинец экспортировали в Древнюю Русь

Ученые провели химический анализ 14 свинцовых печатей и пломб из древних городов

N+1
«Твоя жизнь — это твоя жизнь». Что делать, если ребенок от первого брака не может встроиться в новую семью своей матери «Твоя жизнь — это твоя жизнь». Что делать, если ребенок от первого брака не может встроиться в новую семью своей матери

Что делать, если дочь не принимает новую семью своей матери

СНОБ
Елисейский дворец Елисейский дворец

Елисейский дворец — главная резиденция президента Французской Республики

Дилетант
Какая книга считается самой длинной в мире? Нет, это не «Война и мир» Толстого Какая книга считается самой длинной в мире? Нет, это не «Война и мир» Толстого

Самая длинная книга состоит из 1 267 069 слов

ТехИнсайдер
Как перестать быть прислугой в собственном доме: 5 шагов Как перестать быть прислугой в собственном доме: 5 шагов

Почему мы выходим замуж, будучи принцессами, а становимся прислугой?

Psychologies
Словарный запас двухлетних детей связали с реакцией их мозга на общение с родителями в пять месяцев Словарный запас двухлетних детей связали с реакцией их мозга на общение с родителями в пять месяцев

Быстрее осваивают речь те дети, которых вовлекают в социальные взаимодействия

N+1
Как выходить из неприятного диалога и держаться от токсичных людей на расстоянии Как выходить из неприятного диалога и держаться от токсичных людей на расстоянии

Как давать отпор токсичным людям с корейской элегантностью?

Forbes
Гигант с крутым нравом Гигант с крутым нравом

Бегемот — животное дружелюбное на вид, но обладающее крайне скверным нравом

Зеркало Мира
Создатель «Смешариков»: «Российская анимация на пути к прорыву» Создатель «Смешариков»: «Российская анимация на пути к прорыву»

Режиссер анимации Денис Чернов — почему «Смешарики» стали более взрослыми?

ФедералПресс
50 миллиардов лежат на свалке: британец больше 10 лет ищет 8 тысяч биткоинов, которые выкинула его девушка 50 миллиардов лежат на свалке: британец больше 10 лет ищет 8 тысяч биткоинов, которые выкинула его девушка

Джеймс Хоуэллс с 2013 года ищет свой жесткий диск с 8 тысячами биткоинов

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

Рассказываем историю одного из важнейших событий киноиндустрии

ТехИнсайдер
Спасаем десерты: что делать, если пергамент прилип к выпечке Спасаем десерты: что делать, если пергамент прилип к выпечке

Как отделить пергамент от выпечки всего за пару минут?

ТехИнсайдер
«Справедливый мир»: почему мы осуждаем жертв насилия «Справедливый мир»: почему мы осуждаем жертв насилия

Почему многие люди склонны защищать тех, кого обвинили в насилии?

Psychologies
Женская дружба и зависть: как «разрулить» ситуацию Женская дружба и зависть: как «разрулить» ситуацию

Можно ли дружить с подругой, если она вам завидует?

Psychologies
«Через 3 дня после звонка он неожиданно умирает молодым»: история одной дочери «Через 3 дня после звонка он неожиданно умирает молодым»: история одной дочери

Можно ли простить себя за свои же обиды после смерти родителей?

Psychologies
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
Когда ужасные птицы правили Антарктидой Когда ужасные птицы правили Антарктидой

Какой была Антарктида, когда по её поверхности бродили древние птицы

Наука и техника
Теперь можно! Теперь можно!

Устаревшие правила дизайна интерьера, которые давно пора нарушить

Лиза
Зоя Бербер: «Мы с дочкой любим супергеройские истории» Зоя Бербер: «Мы с дочкой любим супергеройские истории»

Актриса Зоя Бербер о ритуалах на съемках и рецептах воспитания

Лиза
«Время заблуждений: Почему умные люди поддаются фальсификациям, распространяют слухи и верят в теории заговора» «Время заблуждений: Почему умные люди поддаются фальсификациям, распространяют слухи и верят в теории заговора»

Что такое мотивированное рассуждение?

N+1
Это надо не видеть Это надо не видеть

Насколько идея создания человека-невидимки фантастична?

Вокруг света
Юзуки Асако: «Масло». Гастрономический триллер, основанный на реальных событиях Юзуки Асако: «Масло». Гастрономический триллер, основанный на реальных событиях

Фрагмент из романа «Масло», вышедшего в издательстве «Рипол Классик»

СНОБ
Паразит рептилий два года прожил в глазу поевшей крокодилятины конголезки Паразит рептилий два года прожил в глазу поевшей крокодилятины конголезки

Врачи извлекли из глаза молодой женщины личинку пятиустки Armillifer grandis

N+1
10 простых способов успокоиться, если вас бесят подчиненные 10 простых способов успокоиться, если вас бесят подчиненные

Что делать, если кто-то доводит вас до точки кипения одним только присутствием?

Inc.
Это буквально мы Это буквально мы

Кто такие «Иксы», «Игреки» и зумеры и как им жить (в том числе вместе)?

VOICE
Открыть в приложении