НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Наночастицы в окружающей среде

А. Навроцки[66]

В окружающей среде (включая почву, водную среду и воздух) наночастицы разного типа (оксиды железа, глина и другие коллоиды) выступают в качестве основных переносчиков как загрязняющих агентов, так и питательных ве­ществ. Поэтому изучение механизмов переноса с их участием должно помочь правильно распределять или связывать в среде полезные (или, наоборот, вред­ные) органические и неорганические вещества. Для ускорения или замедления конкретных процессов исследователям необходимо изучить морфологию, аг­ломерацию и покрытия природных наночастиц, а также научиться управлять этими характеристиками. Можно указать следующие примеры использования или активного исследования природных наноструктур: 1) применение цеоли­тов и других пористых пород в качестве так называемых «кондиционеров», особенно в системах регулируемого водоснабжения; 2) использование глины и цеолитов в качестве защитных материалов на проектируемом хранилище ра­
диоактивных отходов в Юкка-Маунтин; 3) регулируемое выделение железа, фосфора и других питательных веществ из неорганических удобрений; 4) вве­дение в пищевые продукты алюмосиликатов в качестве структурирующих агентов (например, для получения диетических, немолочных сливок) или цео­литов в корма для животных (считается, что это способствует быстрому росту свиней); 5) использование цеолитов в качестве ионообменников для очистки воды и с различными детергентами; 6) использование силикагеля и других на - нофазных твердых осушителей (обезвоживающих средств). Многие из указан­ных здесь материалов уже производятся в качестве обычных промышленных товаров, не связанных с высокими технологиями, однако существуют возмож­ности для их модификации, что позволит использовать их для решения более сложных задач (в частности, регулирования переноса лекарственных препара­тов внутри организма, создания систем регенерации на космических станциях и в других замкнутых помещениях).

Разработка методов быстрой идентификации, описания и анализа наноча­стиц (включая анализ состава, содержания следовых элементов, атомной структуры и морфологии) позволит надежнее оценивать их роль как загрязни­телей окружающей среды, а также однозначно определять источники загрязне­ния. Например, существующая методика определения «асбеста» основана иск­лючительно на форме частиц (фактор формы > 10) и нуждается в улучшении, поскольку накоплено много данных, свидетельствующих, что токсичность та­ких частиц сильно зависит от их химического состава. Механизмы токсическо­го действия наночастиц мало изучены, однако можно надеяться, что знания в этой области значительно расширятся после появления наносенсоров и нано­устройств, позволяющих регистрировать малые количества загрязняющих агентов в воздухе и воде.