Нанотехнологија Кои опасности и ризици постојат - СПОДЕЛЕН Д
Нанотехнологијата е една од клучните технологии на 21 век. Малата големина на наночестичките им дава посебни својства што можат да предизвикаат револуција во многу производи. Но, нов вид технологија покренува нови прашања: Какви ефекти имаат наночестичките врз животната средина и нашето здравје?
Наночестичките веќе се користат во многу области денес - без оглед дали се во храна, пакување, текстил, ѓубрива, автомобилски додатоци или козметика. Можеме ли етички да ја претставуваме нанотехнологијата во сите области? Што вели политиката и кои закони ја регулираат нанотехнологијата? Како сме како потрошувачи информирани и заштитени?
Answersе најдете одговори со нас
Секојдневните производи за потрошувачи можат да содржат наноматеријали. Составивме информации за вас за најважните области на примена.
Дали е сè изводливо пожелно? Нанотехнологиите во медицината и синтетичката биологија покренуваат прашања.
Крајно време е да се регулираат наноматеријалите! БУНД - заедно со други организации - достави свој предлог за затворање на празнините во европското законодавство.
Наноматеријалите можат да избегаат од секојдневните производи на различни начини и да влезат директно или индиректно во околината.
Наноматеријалите можат да навлезат во телото на различни начини и исто така да ги надминат важните заштитни бариери во телото.
Што значи „нано“?
Терминот „нано“ доаѓа од грчки и значи џуџе. Нанометар (nm) е милијардити дел од метарот. Една низа ДНК е широка 2,5 нанометри, молекула на протеини 5 нанометри, црвени крвни клетки 7.000 нанометри и човечка коса широка 80 000 нанометри. За споредба: големината на наночестичката е како фудбалска топка како фудбалска топка за земјата.
Поради значително намалената големина на честички, постојат фундаментални промени во физичко-хемиските својства на супстанциите во наноформата. Во споредба со поголемите честички со ист хемиски состав, наночестичките имаат поголема хемиска реактивност, поголема биолошка активност и посилно каталитичко однесување. Причината за ова е значително зголемената површина на нано-материјали, додека вкупниот волумен останува ист.
Супстанции како што се титаниум диоксид (бел пигмент како додаток на храна), силициум диоксид (помош во сол) или нерастворливи витамини како што е коензим Q10 реагираат многу побрзо со други супстанции и одеднаш се растворливи во вода кога се произведуваат како наночестички. Покрај тоа, поради нивната мала големина во телото, наночестичките можат да поминат низ таканаречените мембрански прозорци на цревните облоги, алвеолите или дури и клеточните нуклеарни мембрани.
Прашање на дефиниција: што се смета за наноматеријали?
Обично терминот "нано" се користи за материјали, системи и процеси во опсег на големина до 100 нанометри. Наноматеријалите се дефинираат како супстанции чија големина во една или повеќе димензии (висина, ширина, должина) е 100 нанометри или помалку, што влијае на нивното однесување и материјалните својства.
Сепак, оваа дефиниција не е спорна. Многу владини агенции, истражувачки институции и научници се повикуваат на различни димензии: Британската влада ги разбира наноматеријалите како супстанции со големина „со големина до 200 нанометри“ во една или две димензии. Администрацијата за храна и лекови на САД (ФДА) ги дефинираше наноматеријалите како „честички со димензии под микро скала, т.е. под 1.000 нанометри кои имаат единствени својства“.
BUND е исто така против ограничување на 100 нанометри, бидејќи честичките со големина од неколку стотици нанометри можат да имаат нано-специфични својства. Честичките со големина од најмалку 300 нанометри треба да се третираат како наночестички. Истото важи и за агломерациите на наночестички (агломерати и агрегати) кои надминуваат големина од 100 нанометри, бидејќи тие премногу често имаат реактивни одделни честички на нивната површина.
Ризици од најчесто користени наноматеријали
Истите изменети својства што ги прават супстанциите со големина на нано толку интересни за истражување и развој, исто така, може да претставуваат нови закани за здравјето и животната средина. Досега, сепак, истражувањето за ризиците и несаканите ефекти од пласманот на нано-производи заостанува многу.
Првичните студии веќе ги опишуваат можните ризици од одредени често користени наноматеријали
Силициум диоксид со големина на нано се користи во прехранбениот сектор како помошно средство за појава на белење на сол или кафе. Се користи и во пакување храна, каде што има за цел да спречи размена на гасови помеѓу стоката и надворешниот воздух. Наночестичките од силициум диоксид може да навлезат во гастроинтестиналниот тракт, а оттаму во крвотокот.
Силициум диоксидот се користи во храната многу години. Претходната проценка на влијанието на оваа супстанца се заснова на студии од 1958 до 1981 година, кои не се занимаваат со различни големини на честички.
Додека силициум диоксидот не е биолошки активен во поголема форма, неодамнешните студии покажуваат потенцијална опасност од силиконски диоксид во нано-големина. Во клеточните култури е докажано дека наночестичките силициум диоксид можат да ги нарушат функциите на клеточното јадро, а со тоа и генетската шминка.
Титаниум диоксид и цинк оксид честички од неколку стотици нанометри се широко користени како адитиви во храната, на пример за белење или зачувување. Помалите наночестички се користат како антимикробен додаток во садовите за пакување и чување храна. Нано титаниум диоксид и нано цинк оксид се користат во козметиката како УВ заштита. Заедно со нано-среброто, нано-титаниум диоксидот во моментов е еден од најчесто користените наноматеријали.
Во експерименти врз животни, нано-титаниум диоксид предизвикал рак на белите дробови по ингестија на високи дози преку респираторниот тракт. Меѓународната агенција за истражување на рак на Светската здравствена организација, исто така, го класифицира нано-титаниум диоксидот како можеби канцероген за луѓето. Покрај тоа, експерименти врз животни со глувци покажаа дека нано-титаниум диоксид се пренесува од бремени глувци на нивните потомци, што пак им наштети на мозокот и нервниот систем. Резултатот беше намалено производство на сперма кај машките потомци. Покрај тоа, нано титаниум диоксидот е токсичен за алгите и водените болви, особено по изложување на УВ светлина. Вторите се сметаат за одлика на непроменети екосистеми.
Нано цинк оксидот може исто така да има токсичен ефект врз алгите и водените болви. Во експериментите за хранење со глувци, честичките на цинк оксид со големина од 120 нанометри ги оштетиле желудникот, црниот дроб, срцето и слезината. Помалите честички го оштетиле црниот дроб, слезината и панкреасот. Дури и многу ниски дози од 19 нанометри честички на цинк оксид имале токсичен ефект врз културите на клетките на човекот и стаорците.
Различни научни студии исто така заклучија дека нано-титаниум диоксид и нано-цинк оксид се фотоактивни и произведуваат слободни радикали. Овие можат да предизвикаат оштетување на ДНК во човечките клетки, особено кога кожата е изложена на УВ светлина.
Нано-среброто веќе се користи во многу различни области како гермицидна (биоцидна) супстанција - со тренд на брзо зголемување. Главно се користи во пакување храна и кујнски прибор, во спортска облека, машини за перење, wallидни облоги и козметика. Нано-среброто се користи и во медицинската област и може да се најде, на пример, во облоги на рани и малтери.
Колку производи со нано-сребро веќе се на пазарот, не може прецизно да се утврди поради недостаток на етикетирање и барања за регистрација. Сепак, се претпоставува дека супстанцијата во моментов е една од најчесто користените наноматеријали заедно со нано-титаниум диоксид.
Зголемен гермициден ефект со токсични несакани ефекти
Биоцидниот ефект на среброто во макро форма е добро познат. Студиите покажуваат дека нано-среброто го има овој ефект во зголемена мера. Кај стаорците, навлегувањето на nansilver преку здив довело до воспалителни процеси во белите дробови кои биле штетни за органите. Овие се случија во значително помали концентрации во споредба со поголемите честички од сребро. Во експериментите врз клеточните култури, честичките од сребро со големина од 15 нанометри биле токсични за матичните клетки од глувците и мозочните клетки од стаорци. 100 нанометри честички беа токсични за клетките на црниот дроб на стаорци.
Природната рамнотежа е во опасност
Покрај тоа, нано-среброто убива микроорганизми како што се бактерии или габи. Дури и ако имаат лоша репутација: Во нашето опкружување, микроорганизмите се неопходен дел од природната рамнотежа. Со широко распространета употреба на нано-сребро, постои ризик дека водните екосистеми, на пример, ќе бидат неурамнотежени.
Поопасни микроби преку насобирање на отпор
Друг проблем е што микробите можат да развијат отпорност на нано-сребро.Првите отпорни соеви веќе постојат. Широката употреба на нано-сребро во секојдневните производи може да доведе до губење на природното влијание на среброто врз многу патогени микроорганизми опасни за луѓето. Ова ја загрозува неговата корисна употреба во медицинската област. Ова е особено загрижувачко, бидејќи многу антибиотици веќе можат да се користат во ограничен обем како резултат на формирање на резистенција.
Јаглеродни молекули во форма на фудбал - фулерени или топки - се исто како јаглеродни наноцевки, особеност на „нано-светот“. Тие не се едноставно минијатуризирана форма на поголеми молекули на јаглерод, тие постојат само во нано големина. Покрај дијамантот и графитот, фулерените формираат уште една модификација на јаглеродот.
Поради нивната способност да ги врзат слободните радикали кои се одговорни за стареењето на кожата, тие се додаваат на креми против брчки, на пример. Бидејќи тие исто така можат прецизно да превезуваат активни состојки, тие се исто така интересни за медицински апликации.
Ризиците од фулерените сè уште не се соодветно истражени. Сепак, постојат некои студии кои доведоа до загрижувачки резултати: Тие многу лесно се апсорбираат од телото и можат да поминат низ здрава кожа. Дури и во мали дози, се покажа дека се токсични за човечките клетки на црниот дроб. Покрај тоа, тие може да предизвикаат воспаление, што доведува до оштетување на генетскиот материјал. Во понатамошните експерименти тие го оштетиле мозокот на риба и биле фатални за болвите во вода.
Јаглеродни наноцевки (скратено CNT) се тубуларни структури направени од јаглеродни атоми во форма на саќе. CNT обично имаат дијаметар од еден до 50 нанометри. Тие се исклучително стабилни, во исто време се лесни и многу добро ја спроведуваат електричната енергија и топлината. Наноцевките можат да имаат различни структури, на пример, едно -идни или повеќе -идни и отворени или затворени.
CNT веќе се користи во бројни производи. На овој начин, тие ги прават електродите на лаптопните батерии помоќни, а тениските рекети се поотпорни на истата тежина. Тие се користат и во автомобилската и градежната индустрија. На крајот на јануари 2009 година, 80 партнери од индустријата и истражувањето се собраа во Леверкузен за да формираат сојуз за иновации на јаглеродни наноцевки. Истиот месец Bayer AG го постави камен темелникот за најголемиот производствен погон во светот за наноцевки, кој се очекува да произведува 200 тони годишно.
Опасно како азбестот?
Ефектите врз животната средина и здравјето сè уште не се соодветно истражени. Одредени наноцевки се сомневаат дека предизвикуваат воспаление во телото, слично на азбестот, што може да доведе до тумори. Во акутниот тест на виножито пастрмка, ЦНТ предизвика симптоми на иритација на површините на жабри и секрети на мукус, како и зголемување на стапката на дишење. Бидејќи наноцевците се долготрајни и не се растворливи во вода, тие имаат потенцијал да се акумулираат во околината и во живите организми. Сепак, малку се знае за условите на дистрибуција и збогатување поради недостаток на вообичаени методи на мерење.
Терминот „нано-енкапсулација“ го опишува пакувањето на активни состојки, на пр. Витамини, конзерванси и ензими, во капсула со големина на нано како мицела.
Нанокапсулите се користат во храна, козметика, лекови и агрохемикалии. Енкапсулацијата треба да овозможи активни состојки да се користат на повеќе насочен начин. Капсулите можат да бидат дизајнирани на таков начин што тие се отвораат во телото само под одредени услови. Ова може на пр. може да се сокрие непријатниот вкус на активна состојка додадена на храна.
Во други случаи, енкапсулацијата, пред сè, овозможува употреба на одредена супстанција во предвидената област на примена. Користејќи нанокапсули, активните состојки нерастворливи во вода може да се растворат во вода. Конзерванси како што се бензоева киселина и сорбинска киселина, кои претходно можеа да се користат само во кисела храна, исто така може да се користат во неутрален опсег благодарение на нивното вклучување во нано-мицели.
Оштетување на здравјето од предозирање?
Засега е нејасно како зголемената употреба на нанокапсули ќе влијае на здравјето на луѓето. Постои барем ризик од предозирање на супстанции кои се сметаат за корисни или барем безопасни во ниски дози. Ова се однесува, на пример, на разни витамини што се додаваат во храна или пијалоци со помош на нанокапсули и се штетни во прекумерни количини.