наночастицы

Ответ от Лена Гарбузова[гуру]
В последние два десятилетия в научную лексику стремительно «ворвались» ряд новых слов с префиксом «нано» : наноструктура, нанотехнология, наноматериал, нанокластер, нанохимия, наноразмерный материал, наноколлоиды, нанореактор и т. п. Издается ряд новых журналов, посвященных исключительно этой тематике, появились монографии, в названии которых присутствует префикс «нано» , а также «нано» -профилированные институты, кафедры и отдельные лаборатории, проводятся многочисленные конференции. В большинстве случаев новые названия даны давно известным объектам или явлениям. Но есть объекты, которых по-существу не было в арсенале исследователей еще 20 лет назад и без которых сегодня уже невозможно представить современное развитие науки – это наночастицы во всем их многообразии начиная от фуллеренов, нанотрубок, нанопроводов до квантовых точек и квантовых корралов.
Уменьшение частиц до нанометровых размеров приводит к проявлению в них так называемых «квантовых размерных эффектов» , когда размеры исследуемых объектов сравнимы с длиной де-бройлевской волны электронов, фононов и экситонов. В сфероидальных наночастицах имеет место трёхмерное квантование уровней, что позволяет говорить, в зависимости от состава наночастиц, об образовании «квантовых точек» , «квантовых кристаллитов» и других объектов с нулевой размерностью.
Одной из главных причин изменения физических и химических свойств малых частиц по мере уменьшения их размеров является рост относительной доли «поверхностных» атомов, находящихся в иных условиях (координационное число, симметрия локального окружения и т. п. ) , нежели атомы внутри объемной фазы. С энергетической точки зрения уменьшение размеров частицы приводит к возрастанию роли поверхностной энергии.
В настоящее время уникальные физические свойства наночастиц, возникающие за счёт поверхностных или квантово-размерных эффектов, являются объектом интенсивных исследований [1]. Особое место в этом ряду занимают магнитные характеристики наночастиц; здесь наиболее отчётливо выявлены различия (иногда очень существенные) между компактными магнитными материалами и соответствующими наночастицами и создана теоретическая база, способная объяснить многие из наблюдаемых эффектов.
Наночастицы достаточно малы для того, чтобы проникать через мембраны клеток, но слишком велики для того, чтобы нарушать протекание нормальных клеточных процессов. Чрезвычайно малые размеры затрудняют их удаление из окружающей среды с помощью традиционных методов фильтрации.
К сожалению, слишком мало исследований посвящено изучению влияния наночастиц на здоровье и оценке риска их использования для человека и окружающей среды. Ученые университета штата Массачусетс решили посвятить свою работу заполнению этого пробела и изучили в экспериментах на линии клеток человеческого рака молочной железы MCF-7 способность двух типов наночастиц вызывать повреждения ДНК. Доклад представлен на ежегодном съезде American Association for Cancer Research.
Многие источники, в первую очередь англоязычные, первое упоминание методов, которые впоследствии будут названы нанотехнологией, связывают с известным выступлением Ричарда Фейнмана «Там внизу много места» (англ. «There’s Plenty of Room at the Bottom»), сделанным им в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте на ежегодной встрече Американского физического общества. Ричард Фейнман предположил, что возможно механически перемещать одиночные атомы, при помощи манипулятора соответствующего размера, по крайней мере, такой процесс не противоречил бы известным на сегодняшний день физическим законам.
Источник: