Реферат: Актуальні проблеми у сфері екологічної безпеки
Зустріч біологічних систем з наноматеріалами не виключає катастрофічних змін перших. У цьому зв'язку глобальний нанотехнологічний проект повинен передбачити такі небезпеки і поставити під тотальний контроль генотоксикологічну оцінку продуктів, створюваних на базі маніпуляцій з атомами, молекулами, молекулярними системами. Інакше кажучи, фахівці, що займаються проблемами нанотехнологій, повинні добиватися строгого вивчення ефектів наночастинок на генетичні та біологічні системи. З поглядів фундаментальної мутаційної генетики, нанотехнології, зберігаючи вірність принципу міждисциплінарності, будуть зобов'язані вивчити питання про те, які варіанти розвитку можливі після того, як наночастинки досягнуть апарату спадковості. Дуже може бути, що у випадку інтеграції наночастинок у хромосомні матриці їхній вплив на процеси мутагенезу виявиться катастрофічним. У цілому ж результати досліджень структурно-функціональних наслідків дії наночастинок на гени, хромосоми, білки, ферменти і органели в клітині, а також інтерпретація і теоретичний аналіз цих результатів відкриють нову сторінку в біології і генетиці, стануть самостійним тематичним розділом в нанонауці та сінергетиці, розділом дуже важливим і цікавим[20] .
Вивчення властивостей наночастинок та їхнього наступного впливу на біологічні структури можливе за двома основними напрямами: мікроскопічному і термодинамічному. При використанні першого підходу вивчення особливостей поведінки нанооб’єктів здійснюється від одиничних атомів або молекул речовини до гігантських наноструктур, щодо яких можуть застосовуватися усі наближення з фізики твердого тіла. Другий напрям має зворотний підхід, коли від макроскопічного об'єкта переходять до нанокластерів за рахунок дроблення або наноструктурування.
Застосування термодинамічного підходу до вивчення властивостей нанокластерів дозволяє встановити закономірності зміни їх властивостей у процесі фазового переходу. Крім того, необхідно оцінити можливість синергетичного впливу наночастинок із токсичними забруднювачами, що також може впливати на біооб'екти.
Дослідження фундаментальних властивостей нанооб'ектів необхідно проводити з урахуванням спрямованості протікання електромагнітних процесів, що мають місце в електрично-активних сполучених структурах, до яких відносяться і наночастинки.
Спільний аналіз електрофізичних, фізико-хімічних і хімічних процесів, що протікають у водному середовищі та біологічних рідинах у присутності наночастинок, дозволить виявити механізм їхньої дії на біооб'екти і оцінити можливості проявлення нанотоксичного впливу на організм[21] .
Класифікація наночастинок може бути побудована, по-перше, на характеристиці їхньої форми. У цьому випадку розрізняють точечні наночастинки (з розміром менше 100нм у будь-якому вимірі), лінійні (протяжливі) об'єкти, такі як нанотрубки вуглецю, нановолокна, нанонитки, нанофіламенти, що характеризуються одним протяжним макроскопічним виміром (довжиною), двовимірні об'єкти (плівки нанометрової товщини) і, нарешті, тривимірні об'єкти з тонкою (фрактальною) структурою в нанометровому діапазоні (нанопен), нанокомпозити та ін. Другий тип класифікації заснований на хімічному складі й включає наночастинки вуглецю (фулерени, нанотрубки, графен), наночастинки елементарних (простих) речовин, бінарних сполук (окислів, сульфідів, нітридів та ін.), складних (потрійних і більше) хімічних сполук, наночастинки органічних полімерів і біологічних макромолекул. Третій тип класифікації заснований на підході отримання речовин у наноформі. Це, по-перше, "спадний" шлях, тобто отримання наночастинок шляхом процесу надтонкого розмільчіння речовини у формі суцільних фаз або макродисперсій. По-друге, це "висхідний" шлях, що полягає у молекулярній конденсації наночастинок із розчинів або з газової фази, насиченої парами речовин під впливом електричного розряду, лазерного випромінювання, високотемпературної плазми та ін.
Так як наноматеріали можуть володіти зовсім іншими фізико-хімічними властивостями та біологічною (у тому числі токсичним) дією, ніж речовини у звичайному фізико-хімічному стані, тому вони повинні у всіх випадках бути віднесені до нових видів матеріалів і продукції, характеристика потенційного ризику яких для здоров'я людини і стан?