Нанотехнологии: новые перспективы, новые риски?
21.04.2021 13:33:00
Несмотря на высокий потенциал и отличные перспективы повсеместного применения нанотехнологий, особо остро встают опросы безопасности использования новаций, которые необходимо решать.
Нанотехнологии: новые перспективы, новые риски?
Нанотехнологии в современной жизни занимают особое место. Несмотря на высокий потенциал и отличные перспективы повсеместного применения нанотехнологий, особо остро встают вопросы безопасности использования новаций, которые необходимо решать.
Часто игнорируется мучительный опыт трагедий прошлого, когда развитие и коммерциализация новых технологий значительно опережали принятие надлежащих адекватных мер по обеспечению безопасности. Так было в случае с применением таких достаточно новых в практике веществ, как талидомид и diethystilboesterol. По оценочным данным более 10 000 детей в 46 странах мира были рождены с уродствами, которые явились следствием использования талидомида их матерями. Уже сейчас большую тревогу вызывают негативные последствия применения промышленного асбеста.
РАЗМЕР ЛЮБОЙ НЕБОЛЬШОЙ ВЕЩИ ИМЕЕТ ЗНАЧЕНИЕ
Современные нанотехнологии оперируют микрочастицами, имеющими физические размеры в пределах от 1 до 100 нанометров. Появление нанотехнологий породило много новых направлений научно-исследовательской деятельности. Не случайно термин — нанотехнологии — применяется во множественном числе, тем самым подчеркивая большое разнообразие в этой области исследований. Число людей, включая как наемных работников нано-промышленности, так и потребителей нано-продукции, потенциально подверженных влиянию наноматериалов, огромно.
В настоящее время насчитывается более 800 групп промышленных товаров, представленных на рынке, которые содержат наноматериалы. В их число входят, например, отдельные образцы косметической продукции и сложные системы фильтрации воды. По данным Национального научного фонда США, в сфере производства наноматериалов к 2015 году будет занято более 2 млн. работников по всему миру.
НАНОТЕХНОЛОГИИ В МЕДИЦИНЕ
Особенно впечатляют достижения наномедицины. Значение данной отрасли здравоохранения значительно выросло за последние несколько лет. Высокотехнологичные и дорогостоящие исследования позволяют активно пользоваться уникальными особенностями частиц нанометрового размера для проникновения внутрь клеточных мембран, локализывать применение в отдельных органах и системах человеческого организма рада наркотических и токсичных препаратов. Нанотехнологии открывают новые возможности при проведении диагностики, более эффективного и менее токсичного, щадящего медикаментозного лечения онкологических заболеваний, ВИЧ-инфекции и других болезней.
Нарастающими темпами продвигаются исследования в области наносовместимой системы доставки лекарственных и диагностических тестов, которые расширяют возможности врачей. Более десяти наименований наноматериалов, входящих в состав лекарственных средств, например, активно используются в лечении рака, остеопороза и подавлении аппетита.
Наночастицы могут быть опасными для здоровья. Исследования потенциальной токсичности наноматериалов, а также аспектов безопасносного применения наноматериалов в производственной практике, составляют значительную часть прикладных исследований в данной отрасли.
Необходимо отметить, что за рубежом особое внимание занимают разработки в области безопасности и охраны здоровья, связанные с повсеместным применением нанотехнологий. Так, например, в США было выделено около 1 % из 1,2 млрд. долл. инвестиций на проведение исследований в области применения наноматериалов по вопросам охраны труда, здоровья и безопасности.
НАНОТЕХНОЛОГИИ: КОГДА ТАЙНОЕ СТАНЕТ ЯВНЫМ?
По результатам исследований, проведенных в Германии и Швейцарии, почти две трети из числа 40 обследованных компаний-производителей нанопродукции не проводили оценки профессиональных рисков работников, занятых в производстве наноматериалов, а также оценку потенциального вреда здоровью потребителей. Как показало исследование общественного мнения в Йельской Школе Права, общий уровень потребительских знаний в отношении применения наноматериалов остается по-прежнему низким. Более 80% опрошенных студентов и преподавателей школы вообще ничего не слышали о нанотехнологиях.
ОТВЕТ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ МЕДИЦИНЫ ТРУДА
Налицо большой разрыв между развитием самих нанотехнологий и достижениями в области охраны здоровья в наносфере. Данный разрыв необходимо активно разрушать. Это стало необходимо в связи с экспоненциальным ростом применения инженерных наноматериалов практически во всех отраслях экономической деятельности, в том числе в медицинской практике. Огромный вклад в пропаганду безопасности и охраны здоровья в наносфере вносят специалисты системы здравоохранения. Считается хорошим тоном быть в курсе текущих событий развития новых технологий и заниматься тщательным изучением новых методов лечения целого ряда заболеваний с использованием современных нанотехнологий.
Немаловажное значение имеет широкое информирование населения по вопросам применения нанотехнологий. Это позволит оказать общественное давление на деятельность нанокомпаний в целях повышения внимания бизнеса к вопросам охраны здоровья человека, выработки практики обеспечения экологической безопасности нанопродукции и повсеместного внедрения практики организации «зеленых» рабочих мест на предприятиях наноиндустрии. Специалисты системы здравоохранения должны активно влиять на принятие решений. Они должны выступать за проведение адекватного тестирования безопасности наноматериалов.
Особое внимание должно уделяться контролю наноматериалов, предназначенных для использования внутри тела человека, в том числе нанофармацевтической продукции. Важно не забыть уроки, извлеченные из истории внедрения новых материалов и технологий. Специалисты XXI века должны действовать с надлежащей осторожностью, поскольку мы вступаем в новую, многообещающую эру нанотехнологий.
РАЗВИТИЕ НАУЧНОЙ МЫСЛИ В ОБЛАСТИ НАНОТЕХНОЛОГИЙ
«За последние несколько лет в мировое сознание быстро вошло короткое слово с большим потенциалом. Это слово – «нано». Оно будит в воображении догадки о сильнейших сдвигах практически во всех аспектах науки и техники, имеет последствия для этики, экономики, международных отношений, повседневной жизни и даже понимания человеком своего места во Вселенной. Мечтатели расхваливают его как панацею от всех бед. Паникеры видят в нем новый этап биологических и химических войн или, в крайних случаях, возможность создания биологических типов, которые, в конце концов, заменят человечество»
Марк Ратнер,
профессор Нортвестернского университета
Прошло не так уж много времени с момента открытия ЖАКОБА и МАНО и расшифровки механизма синтеза белка. Но уже сегодня наука способна воспроизводить механизмы репликации на микроструктурах, создавая вещества, основанные на совершенно новых технических принципах. Переход от манипуляции с веществом к манипуляции с отдельными атомами и молекулами дал начало новому направлению в науке — нанотехнология. Основой сегодняшней наноиндустрии является управляемый механосинтез, т. е. составление молекул из атомов по средствам их сближения до тех пор, пока не вступят в действие необходимые химические связи. В последнее время во всем мире все больше внимания уделяется будущему нанотехнологий. Наибольшие надежды подает определение, данное директором Национального Фонда Науки США Ритой КОЛВЕЛЛ: «Нанотехнологии — это ворота, открывающиеся в иной мир».
Принципиальное значение малоразмерных объектов было подчеркнуто нобелевским лауреатом Р. ФЕЙНМАНОМ в 1959 г. Его лекция с названием «Внизу полным полно места: приглашение в новый мир физики» акцентировала внимание на важность работ в области сжатия информации, создания миниатюрных компьютеров, дизайна материалов и устройств методами молекулярной архитектуры с учетом особенностей биологических объектов. Большие надежды возлагались на химический синтез, причем отмечалось, что законы физики не запрещают конструирование материалов на атомно-молекулярном уровне.
Некоторые идеи Р. ФЕЙНМАНА были развиты Э. ДРЕКСЛЕРОМ. В 1986 г. выходит его книга «Машины созидания: пришествие эрынанотехнологии». Основываясь на биологических моделях, автор ввел представления о молекулярных робототехнических машинах. В противовес традиционному технологическому подходу «сверху-вниз» (типичный пример — измельчение) применительно к миниатюризации интегральных схем было обращено внимание на стратегию «снизу-вверх» (имеется ввиду атомная и молекулярная сборка.
В 1990 г. в компании IBM с помощью сканирующего туннельного микроскопа была сложена аббревиатура IBM из 35 ксеноновых атомов на грани (110) никелевого монокристалла, что подтвердило реальность идей атомной архитектуры и продемонстрировало возможности нанотехнологии.
Параллельно развивались и концепции наноматериалов. Впервые они были сформулированы применительно к металлическим материалам Г. ГЛЕЙТЕРОМ (1981 г.); им же был введен термин «нанокристаллические» материалы, позже стали использоваться такие термины, как «наноструктурные», «нанофазные», «нанокомпозитные» и т.д. Главная роль согласной этой концепции была отведена поверхностям раздела (границам зерен), как фактору, позволяющему существенно изменить свойства твердых тел путем модификации структуры и электронного строения, а также за счет легирования химическими элементами независимо от размеров их атомов и типа химической связи. Г. ГЛЕЙТЕРОМ был также предложен метод получения наноматериалов, заключающийся в сочетании изготовления ультрадисперсных порошком путем испаренияконденсации с их последующей вакуумной консолидацией при высоких давлениях, что обеспечивало получение дискообразных образцов диаметром до 10-20 мм и толщиной до 0.1-0.5 мм.
Метод Г. ГЛЕЙТЕРА был взят на вооружение во многих странах, и разнообразная информация о свойствах наноматериалов стала накапливаться лавинообразно. В нашей стране одна из первых работ в этом направлении была опубликована в 1983 г., то есть практически одновременно с работами Г. ГГЛЕЙТЕРА. Используя метод высоких давлений для консолидации ультрадисперсных порошков никеля при умеренных температурах удалось получить нанокристаллические образцы, твердость которых более чем в два раза превосходила твердость обычного поликристаллического никеля.
Автор материала:
Игорь Волошин
АКТУАЛЬНОЕ ПО ТЕМЕ:
Оценка риска вредного воздействия наноматериалов и наночастиц на здоровье работников
Изучение малоразмерных объектов (порошков, коллоидов, катализаторов, пленок, кластеров и др.) и квантовых размерных явлений началось задолго до «нанобума». Более того, археологические находки свидетельствуют о существовании рецептур приготовления коллоидных систем еще в античном мире. «Китайские чернила», например, появились более четырех тысяч лет назад в Древнем Египте, а возраст биологических нанообъектов может исчисляться с момента возникновения жизни на Земле...
БЕСПЛАТНАЯ ПОДПИСКА НА ЕЖЕНЕДЕЛЬНЫЙ ОБЗОР
КЛИНСКОГО ИНСТИТУТА ОХРАНЫ И УСЛОВИЙ ТРУДА
Отборная и актуальная информация на электронную почту
Все публикации
