Опасности и риски нанотехнологий и принципы контроля за нанотехнологиями и наноматериалами

Средства от и после загара (нанокапсулы витаминов); «возрастная» косметика (фуллерены, наночастицы глюконолактата, витаминов, липосомы, оксид цинка, диоксид титана, нанокапсулированный ретинол и витамины, нанолипосомы лактата натрия, календулы, орешника, женьшеня, наносомы витамина Е и провитамина В5); крем против воспаления и зуда (нанокапсулированный оксид цинка); крем под глаза (фуллерены, липосомы); румяна (пигменты, диоксид титана, оксид цинка); лосьоны для тела (антицеллюлитная «нанодоставка»); моющие и очищающие средства для тела (нанолипосомы витамина А); бронзеры и осветлители (нанотальк, нанокварц, нанотопаз, оксид цинка, нановитамины); декоративная косметика (глюконолактат); маскирующая косметика (пудра, диоксид титана, оксид цинка, наносферы гиалуроновой кислоты); кондиционеры (диоксид титана); кремы от морщин (оксид цинка); средства от облысения (наносомы); бальзам для губ (наноксид цинка); блеск для губ (нанопорошок топаза, нанокварц); помада (нанотопаз, нанокварц); средства от загара, искусственный загар (нанодиоксид титана, нанопигменты, нановитамины) и т.д., и т.д., и т.д. Все выше приведенное взято из реклам косметики без изменения.

Всю нанокосметику условно можно разделить на две группы: поверхностного действия и проникающую через кожный барьер.

Первая группа не столь опасна для здоровья, как вторая группа, наноингредиенты которой способны, попадая в кроветок, разносится по всему организму. К первой группе можно отнести «наноэмульсии», имеющие размеры капель от 100-100000 нм, иногда содержат капли ~ 10 нм. Такие эмульсии прозрачны и имеют хорошие реологические свойства, но агрегативно неустойчивы. Ситуация похожа на микро- и наноэмульсии, используемые для придания текстилю тех или иных свойств, например эмульсии - мягчители.

Важной (самой массовой, крупнотоннажной) группой наночастиц, используемых в косметике, не проникающей через кожу, являются пигменты, УФ-фильтры (солнцезащита) на основе оксидов металлов (цинк, титан и др.) и органики (бензофенон), инкапсулированных в полимерной матрице. Этот вид нанокосметики наиболее оправдан по своим потребительским свойствам (тонирование, защита от УФ-ожогов) и малой токсичности. Окислы металлов в наноформе бесцветны и поглощают УФ, защищая кожу от его разрушающего действия. В ближайшее время двуокись титана будет заменен в этих кремах еще менее токсичным диоксидом церия (СеО₂).

К первой группе непроникающей через кожу нанокосметики можно отнести антимикробную.

При повышении концентрации наносеребра в препаратах они переходят из разряда косметических в фармакологические (лечение инфицированных ран).

Между проникающими и непроникающими через кожу нанокосметическими препаратами нет четкой границы, т.к. отсутствуют надежные, системные исследования, связывающие размер частиц с их проникающей через кожу способностью. Это зависит не только от размеров, но и от химического строения вещества, геометрии частиц, характера (возраст, пол, пористость, месторасположение, степень повреждения и др.) кожи. Многие молекулы даже ангстремного размера (10^-1 нм) не проникают через кожу, в то же время даже микронные частицы способны проникать через дефекты кожи. И все же, чем меньше размер частиц, то при прочих равных условиях, тем легче они проникают через кожу в организм. Кожа человека (средний размер пор здоровой кожи менее 20 нм) - продукт долгой эволюции является очень хорошим фильтром, барьером для большинства наночастиц окружающей среды.

Поэтому реклама проникающей через кожу косметики чаще всего не соответствует действительности.

Отчет Еврокомиссии по токсичности нанокосметики говорит, что доказательств проникновения наночастиц более 10 нм через здоровую кожу нет. Однако большая часть населения Европы имеют атипичную проблемную (частично разрушенную) кожу, а у 2% наблюдаются дерматиты.

Проницаемость кожи возрастает при ее деформации (на сгибах, при массаже).

Использование проникающей нанокосметики, граничащей с лечебными средствами, оправдано в лечебных целях (рак кожи, дерматиты, меланома).

Наиболее крупнотоннажным производством наночастиц в мире является двуокись титана (~ 2500 тонн в год), причем 50% из этого идет на производство косметики. Но установлено, что наночастицы TiO₂ способны поражать нервные клетки мозга. Каталитическая активность TiO₂ при облучении УФ приводит к образованию высокореакционноспособных активных частиц (радикалы, синглетный кислород, перекиси), способные разрушать как клетки микроорганизмов и злокачественных опухолей, так и здоровые клетки организма. Поэтому использование металлов оксидов в форме наночастиц (даже золота и серебра) может быть как полезно, так и вредно из-за их цитотоксичности.

Из сказанного выше следует, что перед выводом любого нанопродукта на рынок необходимы серьезные исследования по его токсичности и прохождение специальной системы сертификации. Это доступно крупным фирмам - производителям косметики, имеющим большие прибыли.

Можно ожидать, что со временем возникнет необходимость, и она будет реализована в форме «паспорта наноматериала» - документа, который будет содержать значительно большие показатели, чем стандартный «лист безопасности» (MSDS). На основании такого документа производители нанокомпозиций, нанообъектов, наносистем, наноустройств и т.д. (в том числе нанокосметики и нанотекстиля) смогли бы точнее предсказать поведение и функции наночастиц в системах, в том числе их опасность для человека и природы.

Надо признать, что задачи, связанные с минимизацией рисков от нанотехнологий, чрезвычайно сложные, требующие высокого уровня организации, политической воли, ассигнований на планетарном и федеральных уровнях. Частной, но очень важной частью этой проблемы является необходимость применять чрезвычайно точную очень дорогостоящую технику измерения частиц наноразмера. Если ты не можешь измерить, то не можешь создать и охарактеризовать.

15. Коротко о некоторых особеных опасностях или безопасности использования нанотекстиля

Текстиль в различных формах, одежда, обувь, которые все больше изготавливаются с применением нанотехнологий и содержащие наночастицы, представляют определенную опасность как для окружающей среды, так и для здоровья человека, как и все нанопродукты по высказанным ранее общим соображениям, так и по специфическому использованию. Так одежда, нижнее и постельное белье, головные уборы, обувь контактируют непосредственно или косвенно с кожей человека, домашний текстиль формирует среду обитания человека, гигиенический текстиль особенно «тесно связан» с человеком. Конечно и для всех видов текстиля, одежды, обуви, головных уборов существуют системы сертификации, в том числе, в основу которых положены принципы безопасности изделия для здоровья человека.

Наибольшей известностью пользуется система ЭКОТЕКС (100 и 200), в основу которой положена очень разумная оценка безопасности текстиля для здоровья человека в зависимости от области применения текстиля. Все изделия с точки зрения опасности для здоровья человека делятся на следующие группы:

- детский ассортимент (самые жесткие требования);

- изделия, значительная часть поверхности которых контактирует с кожей человека (требования жесткие);

- изделия, не контактирующие с кожей человека (требования мягкие);

- домашний текстиль: ковры, портьеры, шторы и т.д. (требования жесткие, но нацеленный контроль за выделением летучих продуктов в атмосферу, например, формальдегид).

Экотекс-100 описывает требования (нормы) по содержанию химических веществ (красители, аппреты, металлы, органика и т.д.) в текстиле, а Экотекс-200 методы определения содержания химических веществ в текстиле и в воздухе при их эмиссии. Система хорошая, ей пользуются ~ 80% европейских производителей и потребителей текстиля. Но эта система была сформирована еще до эры нанотехнологий и сейчас, конечно, требует корректировки, как с точки зрения ассортимента используемых наночастиц, так и методов их обнаружения и корректировки норм содержания.

Эти корректировки необходимы и для систем сертификации нанообуви.

Поскольку нанотехнологии приходят на отделочные фабрики текстильной промышленности, то и сами нанотехнологии должны быть взяты под контроль и должны получать лицензию на безопасность применения для персонала фабрик и для окружающей среды (стоки, выбросы в атмосферу).

Как и в случае других нанопродуктов и нанотекстиль с точки зрения его опасности и безопасности изучен очень слабо. Конечно, преобладают ассигнования на разработку технологий и продвижение на рынок нанопродукции.

Но нанотекстиль не только может быть опасен для здоровья человека, но и, напротив, защищать его (защитный нанотекстиль) от микробов, вирусов, различных видов излучения, пуль, отравляющих веществ, холода и перегрева и т.д. А медицинский и лечебный нанотекстиль находит широчайшее применение в медицине (защитная одежда медперсонала, нательное и постельное белье для больных, лечебные повязки, искусственные сосуды, элементы протезов различного вида, вплоть до устройств для корректировки работы сердца, артерий и вен).

Заключение

В этой статье - предупреждении перечислены многочисленные проблемы, риски, опасности от шагающих по планете нанотехнологий.

Можно продолжить этот список, перечень рисков и сделать его еще страшнее. Но даже этот короткий шорт-лист, который дается не только фантастами, но и очень серьезными специалистами на уровне нобелевских лауреатов, подводит к мысли, что решение всех этих проблем, связанных с развитием нанотехнологий вкупе с био- и информационными технологиями нельзя доверять только политикам, только бизнесу, только ученым, только «зеленым». Эта задача представителей всех стран и социумов, поскольку от решения этой проблемы зависит судьба земной цивилизации.

Эксперты считаю, что шансы на выживание земной цивилизации составляют всего 30%. Я, как закоренелый оптимист, считаю, что человечество справится и с этой проблемой, как справилось с гибелью многих империй, чумой, инквизицией, фашизмом, сталлинизмом и другими напастями. У земной цивилизации большой запас прочности. Так она задумана!

1. Размещено на Allbest.ru