Новейшие исследования показали, что длинные и тонкие как игла углеродные нанотрубки могут вызывать рак легких

УГЛЕРОДНАЯ НАНОТРУБКА: исследователи изучили многостенные углеродные нанотрубки, состоящие из любого числа цилиндров от двух до пятидесяти, которые концентрически располагались вдоль общей длинной оси.

Материал предоставлен Университетом Эдинбурга/Медицинским исследовательским центром (MRC) Центром по исследованию воспалений.

Вдыхание углеродных нанотрубок может быть так же вредно, как вдыхание частиц асбеста, и их использование должно контролироваться, чтобы оно не приводило к тем же проблемам с появлением рака и легочных заболеваний, которые вынудили ввести запрет на использование асбеста в качестве изоляции в строительной промышленности. Таковы выводы последнего исследования, выставленного сегодня в сети Nature Nanotechnology.

В ходе данного исследования, которое проводилось в Королевском медицинском исследовательском институте в Университете Эдинбурга/MRC Центре по исследованию воспалений (CIR) в Шотландии, ученые наблюдали, как длинные и тонкие углеродные нанотрубки выглядят и ведут себя совсем как волокна асбеста, относительно которых было доказано, что они вызывают мезотелиому, смертельный рак внутренних пленочных оболочек внутренних органов человека (в особенности, легких), который способен проявляться через 30 –40 лет после воздействия. Волокна асбеста наносят особенно сильный ущерб, поскольку они достаточно мелкие для того, чтобы проникать глубоко в легкие, и, в то же время, слишком длинные, чтобы их могла разрушить иммунная система организма.

Исследователи пришли к таким выводам после того, как они воздействовали на лабораторных мышей тонкими как иглы нанотрубками: внутренняя оболочка полостей тела животных воспалилась, и образовались патологические изменения.

Углеродные нанотрубки обычно получают из листового графита толщиной не более атома, т. е. около нанометра или одной миллиардной доли метра, и формируют в цилиндры с диаметрами, варьирующимися от нескольких нанометров до десятков нанометров (в длину они могут составлять сотни или даже тысячи нанометров). Еще большую озабоченность вызывают «многостенные» нанотрубки, которые состоят из нескольких армированных цилиндров, поскольку они способны сохранять свою острую форму лучше, чем более тонкие нанотрубки.

Ученые фиксировали сходство между углеродными нанотрубками и асбестом на протяжении последних нескольких лет, рассказывает соавтор исследования Эндрю Мейнард, главный научный консультант Проекта по возникающим нанотехнологиям  Международного Центра для ученых Вудро Вильсона, который расположен в Вашингтоне, О. К. Мейнард, который занимался изучением и предупреждением о потенциальных рисках для здоровья и окружающей среды со стороны нанотрубок еще с 2003 г., рассказывает, что на сегодняшний день не существует скоординированных усилий по анализу результатов исследований в области токсичности углеродных нанотрубок. Он отмечает, что технологические компании не считают, что риски использования углеродных нанотрубок перевешивают получаемые преимущества: ведь это отличные проводники электричества.

Углеродные нанотрубки можно также использовать для армирования полимеров с целью получения очень прочных пластмасс. В университете Мичигана в Энн Арбор исследователи изучали прочность нанолистов и наноразмерного полимера, напоминающего белый клей. Визуально это можно представить как кирпичный стену, в которой глиняные нанолистовые «кирпичики» соединяются друг с другом растворимым в воде «цементным раствором» из поливинилового спирта. По словам исследователей, в результате создается композитная пластмасса, легкая и прозрачная, но также и прочная как сталь.

IBM определяет нанотрубки как важный объект для изучения электрических и оптических явлений в наноразмерном диапазоне, и компания возлагает большие надежды на эту технологию. Углеродные трубки можно будет использовать в качестве строительных компонентов для компьютерных чипов, которые будут «меньше, быстрее и менее энергозатратны» по сравнению с теми, что изготавливаются из кремния. Об этом пишет Федон Аоурис, сотрудник IBM и ведущий исследователь проекта компании по изучению углеродных нанотрубок, в мартовском номере Physics World за 2007 г. "Одним из наиболее замечательных открытий в области исследования углеродных нанотрубок стало недавнее открытие способности нанотрубок излучать свет", - добавляет он. - "Это открытие открывает дорогу созданию цепей, в которых традиционные медные соединения будут заменены оптическими волноводами, изготовленными из нанотрубок, а это даст возможность создавать полностью интегрированные оптоэлектронные цепи».

Аналогичным образом разрабатывается использование нанотрубок для создания новых лекарственных препаратов, энергосберегающих батарей, электронных устройств и прочих продуктов, и все это осуществляется в полной уверенностью, что они не более опасны, чем графит. Но некоторые ученые и экологи, такие как Мейнард, предостерегают от тех опасностей, которые таят в себе нанотрубки. Еще более эта озабоченность усиливается тем фактом, что, согласно исследованиям целого ряда компаний, включая Freedonia Group, прогнозируется рост рынка углеродных нанотрубок с $6 миллионов в 2004 г. до более чем $1 миллиарда к 2014 г. Отчет за 2006 г. компании Lux Research прогнозировал, что наноразмерные технологии будут использоваться при производстве товаров общей стоимостью $2.6 триллиона к 2014 г.

Эдинбургское исследование CIR, которое также будет опубликовано в июньском номере Nature Nanotechnology, было очень специализированным, в нем рассматривались только нанотрубки, которые имитировали поведение волокон, а также их потенциальная способность вызывать определенный тип рака, другие виды нанотрубок могут по-другому воздействовать на человеческий организм, в хорошую или в плохую сторону, это как получится, говорят исследователи.

Мейнард и его коллеги специально сосредоточили свое внимание на гипотезе, согласно которой длинные и тонкие углеродные нанотрубки могут оказывать то же воздействие, что и волокна асбеста той же формы. "Если эти штуки попадают к вам в легкие", - говорит он, - "они образуют рубцовую ткань, и организм рассматривает их как платформу, строит на ней новые клетки, тем самым создается утолщение стенок легких".

Как пишут ученые в своей работе, это исследование вовсе не ставит целью препятствование развитию нанотехнологии, оно скорее предназначено для того, чтобы сигнализировать о потенциальной опасности при использовании нанотрубок на производственных площадках и предприятиях по утилизации.

"Существует настоятельная потребность исследования того, как используются углеродные нанотрубки, и определения вероятности существования воздействия на людей вредных материалов", - говорит Мейнард, добавляя при этом, что никто не обращал внимания на то, как опасен асбест, пока для многих людей уже не стало слишком поздно.

WWW.NEWCHEMISTRY.RU