Наноматериалы меняют наш мир, а у нас до сих пор нет процедур для их проверки на безопасность

https://theconversation.com/nanomaterials-are-changing-the-world-but-we-still-dont-have-adequate-safety-tests-for-them-101748
  • Перевод


Индустрия нанотехнологий в последние годы, возможно, обсуждается чаще других. Есть прогнозы, что глобально этот сектор к 2025 году будет иметь объём в $173,95 млрд, и он уже приносит некоторые преимущества для устойчивого развития, здоровья и благосостояния общества.

Наноматериалы, как следует из названия, крайне малы – меньше миллионной доли метра. Они обладают уникальными физическими и химическими свойствами, улучшающими такие их возможности, как способность реагировать, прочность, электрические характеристики и функциональность. Благодаря этим преимуществам наноматериалы встраивают в различные потребительские продукты. Такие индустрии, как автомобильная, компьютерная, электронная, косметическая, спортивная и индустрия здравоохранения выигрывают благодаря нанотехнологическим инновациям. Также появились новые области знания, например, наномедицина, стремящаяся кардинально улучшить наши возможности по лечению заболеваний.

Но, как ни здорово это звучит, с каждой инновацией мы должны заботиться о том, чтобы продумать её влияние на окружающую среду и здоровье человека. А сделать это непросто. Хотя стандартные методы оценки опасности существуют для широкого спектра вещей – к примеру, химических соединений – уникальные свойства наноматериалов не позволяют оценивать их точно тем же способом.

Здоровье окружающей среды и людей


Наноматериалы уже проникают в нашу окружающую среду, хотя и в малых количествах. Их находят в сточных водах из-за таких продуктов, как зубная паста, крем от солнца, или носки с наносеребром (предотвращающим неприятный запах), которые стирают в машинках. Некоторые исследования безопасности окружающей среды, проводившиеся на кратких промежутках времени, показывают, что многие наноматериалы адсорбируются (формируют тонкую плёнку) на поверхностях эпидермиса таких организмов, как водоросли и кладоцеры. Также эти материалы распределяются по пищеварительным системам и другим органам мелких существ.

Жизненно важно правильно понять потенциальные неблагоприятные последствия наноматериалов до тех пор, пока не произойдёт их широкомасштабное распространение. В настоящий момент долговременные эффекты попадания наноматериалов в окружающую среду не изучены. Мы не знаем, как повлияет попадание в среду наноматериалов на пищевую цепочку. К примеру, они могут влиять на объёмы питания, на поведение и выживание различных видов.


Нам также мало что известно по поводу того, как наноматериалы могут влиять на людей в малых дозах на длительных промежутках времени. Самые важные пути соприкосновения — это лёгкие, пищеварительная система и кожа. Наноматериалы встраиваются в пищевые продукты и в упаковку, их могут вдохнуть или проглотить рабочие на производстве. Тесты показали, что, попав в тело, наноматериалы остаются в печени, но мы не знаем, какие риски они могут представлять на долгосрочном периоде.

Существующие сегодня процедуры проверки безопасности веществ для человеческих лёгких, пищеварения и кожи, не использующие животных, чрезмерно упрощены. К примеру, чтобы определить биологическое влияние вдыхания наноматериалов, учёные выращивают клеточную систему одного лёгкого в лаборатории и подвергают его воздействию наноматериалов, взвешенных в жидкости. Однако в человеческом лёгком встречается более 40 различных типов клеток. Подобные испытания не способны точно предсказать потенциальный вред, связанный с воздействием наноматериалов, и не моделируют в точности всю сложность человеческого тела или то, каким образом мы сталкиваемся с наноматериалами.

Следующее поколение


Мир уже сталкивался с проблемами, приносимыми инновациями. Учитывая опыт работы мира с асбестом (хотя он и использовался тысячи лет, то, что он является источником болезней, стало известно только в XX веке), со спорной разработкой генно-модифицированной еды, нашумевший кризис с микропластиком, крайне важно, чтобы разработки в нанотехнологиях не приводили к схожим кризисам со здоровьем.

Наша команда исследователей работает над улучшением испытаний нанотехнологий в рамках проекта PATROLS, финансируемого программой "Горизонт 2020". Мы собираем ведущих экспертов по нанобезопасности, экотоксикологии, созданию тканей и вычислительному моделированию со всего мира, чтобы воспользоваться лучшими мировыми практиками и принять меры по поводу существующих сегодня ограничений в испытаниях.

Мы уже используем передовую науку для разработки новых моделей тканей лёгких, кишечника и печени для оценки безопасности наноматериалов. Мы работаем над новыми методами оценки безопасности для относящихся к окружающей среде испытательных систем и организмов (включая водоросли, кладоцер и данио-рерио), выбранных согласно их расположению в пищевой цепочке. Новое поколение тестов предназначено для уменьшения зависимости от испытаний на животных, и продвигает ответственное развитие индустрии нанотехнологий.

Кроме того, мы работаем над способом предсказывать безопасность наноматериалов для людей и окружающей среды на основе вычислительных моделей. Это позволит оценивать новые наноматериалы с использованием компьютерной базы данных в качестве первичной проверки безопасности, до того, как будут выполняться последующие тесты.

Улучшая качество испытаний нанотехнологий без использования животных, мы можем помочь защитить потребителей, работников и окружающую среду от любых рисков для здоровья и безопасности, которые они потенциально могут представлять. Нанотехнология уже демонстрирует возможности по улучшению наших жизней, и, улучшая понимание её безопасности, мы можем более уверенно наслаждаться преимуществами, предлагаемыми этой новой технологией.
Поделиться публикацией

Комментарии 18

    +1
    Далеко не только наноматериалы. Любые вещества, воздействие которых начинает ощущаться не сразу. Например НДМГ, которым поначалу в цехах руки мыли
      +2
      А ДГМО и сейчас моют руки!
      0
      а у нас до сих пор нет процедур для их проверки на безопасность

      Мало что можно нормально так проверить на безопасность.
      Взять вот паяльник, да что там паяльник — шариковую ручку…
        0
        Пора переходить на поатомную (или молекулярную) сборку, как завещал Фейнман. Не вакуумное напыление и прочие варварские приёмы, не top --> down, а bottom --> up. Как у живых организмов.
          0

          Да, меня это всегда удивляло — желание перенести законы макромира в микромир, и собирать там микромашинки и микророботов для лечения организма. Когда нужно заходить снизу, и собирать белки, белковые комплексы, вирусы и бактерии для того, чтобы эффектно работать в микромире. Но сейчас это уже становится реальностью...

            0
            Ну многие законы можно перенести (при коррекции — например — вязкости и прочего), не напрямую, но можно. Механосинтез и позиционная сборка, они как раз про это. В классической химии энергия новых связей берётся из броуновского движения — залили в пробирку, поболтали и получили новое вещество. В позиционной сборке каждая молекула направляется формой конвеера или микроманипуляторами по специальному пути. Новое вещество образуется при механическом сжатии — как и в обычной робототехнике. Пример из жизни — энзим АТФ-синтаза (работающая на протонах) и бактериальные жгутики (работающие на ионах натрия) безумно похожие на роторные машины.

          +1
          ГМО уже проходит адовую сертификацию из-за которой еду обогащенную витаминами будут кушать только наши внуки. Если сделать такую сертификацию для нанотехнологий, то супер конденсаторы и прочее добро мы в магазинах увидим тоже лет через 50.
            –1
            Асбест — вызывает рак лёгких, просто там застряв, и это печальный факт, а не страхи гуманитариев.
            Отсюда вывод, что безопасными можно считать только те наноматериалы, что без труда растворяются в органических кислотах, а остальные вызывают опасения.
              0
              Нужно всего лишь, делать наноматериалы биоразлагаемыми.
                +1
                Асбест — вызывает рак лёгких, просто там застряв, и это печальный факт, а не страхи гуманитариев.

                Древесная пыль тоже вызывает рак. Существует много опасных вещей, но для большинства людей в развитых странах главная опасность не наноматериалы или неизвестные химикаты, а курение, алкоголь, лишний вес и т.д.
              +1
              Зачем на КДПВ чашка петри под объективом микроскопа? Там что-то можно будет разглядеть?
                +1

                С частицами веществ нано-размера человек сталкивается с самого рождения. Пыль, аэрозоли, дисперсии — все это содержит в себе некоторый процент наночастиц. Польза от разработок этих технологий существенно выше потенциального вреда.
                Не вижу поводов для паники.

                  0
                  В воздухе Пекина — много микрочастиц.
                  От чего'ж по-твоему «глупые» китайцы этому не радуются, а «паникуют» и недовольны?!
                    0
                    В принципе, наночастица для меня понятна с такой точки зрения. Насколько я помню из курса КМ и физики ТТ наночастица металла перестает быть металлом. При слишком малом числе атомов (а точнее — электронов внешних оболочек) привычная структура с зоной проводимости у металлов (например не очень хорошей проводимости — железа или даже титана) приобретает свойства п/п (возникает очень узкая запрещенная зона). Например — 6.65 мэВ.
                    Соответственно наночастица узкозонного п/п вероятно получит более широкую з/з. Условно могу предположить, что у наночастиц Ge или GaSb она достигнет 1 эВ, а у InP/GaAs — достигнет пороговой энергии красного фотона.

                    P.S. Это я о том, что у наночастиц могут быть разные необычные свойства. Может Вы правы, и скажем пылинка никеля (скажем обычная искра от резки сплавов) будет работать у Вас в организме как обычный катализатор и будет опаснее, чем наночастицы той же массы (никель берем на примере с железом из 1го абзаца поста, у них близкая проводимость).
                      0

                      Из вулканов чего только не вылетает! Естественная микронизация происходит разными путями. Но, я согласен с тем, что если целенаправленно получать большие концентрации наночастиц, то с ними нужно проявлять осторожность.

                        0
                        Вылетает железо и всякие силикаты мантии? Скажем наночастицы массой 16-17 килодальтон может наверное разные болезни вызвать.
                          0
                          там еще фишка в том, что из вулканов-то достаточно простые по химсоставу частицы вылетают. Людям же интересно будет делать сложные наночастицы (моторы\биокатализаторы и т.д.), у которых могут быть свои удивительные побочные эффекты — как у прионов например…
                      0
                      Статья кликбейт, взять и свалить все наноматериалы в одну кучу…

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                      Самое читаемое