Перспективы нанотехнологий Экология Опеньховский Юрий Опеньховская Татьяна 11n-1 Rīgas 20.vidusskola

Экология Полное устранение вредного влияния деятельности человека на окружающую среду. Во-первых, за счет насыщения экосферы молекулярными роботами- санитарами, превращающими отходы деятельности человека в исходное сырье, а во-вторых, за счет перевода промышленности и сельского хозяйства на безотходные нанотехнологические методы. Прогнозируемый срок реализации: середина XXI века.

Нанотрубки могут вызывать заболевания легких аналогично асбесту. Новое исследование выявило, что углеродные нанотрубки могут провоцировать заболевания, аналогичные тем, которые вызывает асбест. Было выявлено, что у мышей они приводят к схожим воспалениям и повреждениям легких. Ученые говорят, что относительно конечных товаров существует «незначительный риск» подвергнуться действию нанотрубок, использованных при их изготовлении. Наибольшей же опасности подвергаются рабочие, занятые на таком производстве. Это связано с тем, что нанотрубки имеют определенное сходство с другими волокнами, в частности, асбеста, который, как известно, может вызывать заболевания, включая и рак (см. фото).

Ученые изучили повреждение клеток нанотрубками на примере E. coli. Одностенные углеродные нанотрубки могут убивать бактерии наподобие распространенного патогена кишечной палочки E. coli. Уничтожение бактерий происходит из-за повреждения их клеточных стенок. Для решения данной задачи ученые начали с бактерий E. coli как тестовых клеток. Для этого они выращивали культуру бактерий в течение одного часа – как без нанотрубок, так и с их присутствием. Оказалось, что во втором случае бактерии погибли полностью (см. фото) – но только тогда, когда между бактериями и нанотрубками был прямой контакт. Элимелех предполагает, что длинные тонкие нанотрубки просто прокалывали стенки клеток и вызвали их повреждение.

Влияние наночастиц на растения. Наночастицы оксида алюминия, которые можно найти в широком диапазоне вещей – от солнечного крема до катализаторов, снижающих загрязнение, могут задерживать рост корней у растений, хотя предварительное изучение и показало, что для этого нужны очень высокие концентрации частиц. По словам Уаттса, наночастицы могут попадать в воду со свалок, а в воздух – из сжигаемого мусора. Уаттс и его коллега Лин Ян (Ling Yang) изучали влияние различных концентраций наночастиц в воде на пять разных видов растений, выращиваемых с помощью гидропоники: капусту, морковь, пшеницу, огурцы и сою. Размер наночастиц оксида алюминия составлял 13 нанометров. Было обнаружено, что при концентрации 2 мг/мл рост корней значительно замедляется. В то же время, при меньших концентрациях никаких изменений не было.

Влияние углеродных наночастиц на сворачивание крови. Углеродные наночастицы – как присутствующие в выхлопах двигателей внутреннего сгорания, так и синтезируемые в лабораториях – способствуют сворачиванию крови. Ученые из Центра науки здоровья Университета шт. Техас исследовали влияние различных форм углеродных наночастиц на человеческие кровяные пластинки, основные элементы крови, ответственные за ее сворачивание. «Мы обнаружили, что некоторые наночастицы способствуют склеиванию пластинок», – говорит Марек Радомски руководитель исследовательской группы Института молекулярной медицины. При этом молекулы C60 (фуллерены) стали исключением, показав отсутствие влияния на человеческие пластинки. Наночастицы, размер которых измеряется миллиардными долями метра, легко проходят сквозь ткань легких и попадают в кровяное русло, где и взаимодействуют с пластинками. Также они могут склеиваться и между собой, что, фактически, тоже способствуют сворачиванию крови.

Наноматериалы могут разрушать защитные клеточные слои в теле человека. Предварительное исследование,выполненное учеными из Государственного университета Аризоны,говорит о том, что присутствие наноматериалов в питьевой воде может быть опасно для людей. Двое ученых,участники исследования – Пол Вестерхофф и Джон Криттенден – пока предупреждают против поспешных выводов из этих результатов. Тем не менее, они говорят, что полученные результаты показывают возможную токсичность определенных наноматериалов в воде. В своем проекте ученые моделировали жидкую среду кишечника и помещали в нее слой клеток толстой кишки. Затем клетки подвергались воздействию диоксида титана (TiO2), наноматериала, часто используемого в качестве белого пигмента. Ученые обнаружили, что такое воздействие разрушает клеточный слой – либо путем убийства самих клеток, либо путем ослабления связей между ними. Результаты исследования значимы по двум причинам: Они подтверждают, что эпителии в теле человека являются «первой линией защиты» против наноматериалов. Разрушение этого клеточного слоя приведет к тому, что наноматериалы начнут проникать сквозь него во внутренние органы. Определение возможных побочных эффектов от наличия наноматериалов в человеческих тканях будет следующей стадией исследования.