Нанонауки. Невидимая революция - Жоаким Кристиан

Запрос на регламентацию производства и использования наноматериалов, особенно тех, в которых содержатся наночастицы, становится в странах Запада все громче, ведь люди помнят дело об асбесте, который, судя по всему, может быть виновен как минимум в 100 000 смертей, что случатся в течение ближайших двадцати лет![25]

Наночастицы пугают народ уже потому, что они так малы и способны проникать в самые глубинные альвеолы в легких, преодолевая любую биологическую защиту (хоть мозга, хоть кишечника) и просачиваясь в кровь с легкостью, недоступной для частиц покрупнее.

На самом деле наночастицы использовались человеком по крайней мере с бронзового века, правда, количество производимых наночастиц до сего дня оставалось очень скромным. Крупномасштабное производство материалов на основе наночастиц без санитарного и токсикологического контроля и использование таких материалов при выпуске потребительских товаров действительно чревато серьезными рисками для населения. Наночастицы, выбрасываемые вместе с выхлопными газами работающим дизельным двигателем (более десяти миллионов частичек на кубический сантиметр, диаметр каждой — менее 100 нм), как и те частицы, которые образуются, когда мясо жарят на шампуре, гриле или барбекю, уже привлекли к себе внимание защитников окружающей среды. Но сейчас появляются все новые и новые материалы. Вот, например, электронная бумага. Это «листок», на котором можно произвольно менять текст, «печатаемый» электричеством. Конструктивно это два сложенных вместе прозрачных листа, прослойка между которыми заполнена электронными чернилами, содержащими электрически заряженные черные и белые наночастицы. Под воздействием электрического поля частицы передвигаются в поле зрения, образуя буквы, складывающиеся в текст. Производство этих чернил с нанотехнологией и ее методами ничего общего не имеет, но как-никак наночастицы-то в чернилах есть. Прежде чем входить с такой новинкой на рынок, стоило бы изучить эти частички на вредность, принять должные меры безопасности на самом производстве и позаботиться о какой-то утилизации отработавшей электронной бумаги или хотя бы продумать, как сделать так, чтобы частицы бумаги, например поврежденной, не попадали в окружающую среду.

Стоило бы также повнимательнее приглядеться к материалам, содержащим наночастицы углерода. Они уже присутствуют во множестве химических и биохимических товаров, производимых не только автоматически, но и с использованием ручного труда. В настоящее время в индустриальных странах применяется 100 000 веществ, если не больше (это товары для дома, краски, пластмассы и т. д.). При этом о токсичности по крайней мере трети этих соединений толком ничего не известно[26]. И как-то незаметно, чтобы сие кого-то сильно волновало. Кстати, что мы знаем об огнеупорных керамических волокнах, которые заменили былые — и отвергнутые — асбестовые нити? Неужто они совсем безопасны? А между тем эти ниточки из огнеупорной глины — и в тормозах, и в каталитическом конверторе вашего автомобиля, и в любой топке и тигле для обжига. Правда, госчиновники все же зачислили их в категорию «Канцерогены категории 2» (вещества, заведомо способствующие раковым заболеваниям у животных и, возможно, у людей). Стекловолокно и волокна из скалистых пород — материалы более распространенные — отнесены к «Канцерогенам категории 3» (к этому классу причислены вещества, контакт которых с человеком нежелателен по причине возможного канцерогенного эффекта, хотя убедительные или исчерпывающие доказательства тому на данный момент отсутствуют). Зато данные насчет токсичности волокон углеродных — а они есть и в теннисных ракетках, и в корпусах лодок и суден побольше, и в велосипедах — или параамидных (включая кевлар) «еще недостаточны для попытки сформулировать полную и подробную оценку рисков эффектов»[27], вызывающихся названными материалами. Все эти и многие (почти все) иные волокна не имеют ничего общего с нанотехнологией (диаметр такой ниточки по крайней мере в тысячу раз больше диаметра нанотрубки из того же углерода). И хотя они очень распространены, их свойства, и прежде всего токсичность, изучены до сих пор плохо.

Словом, за деревьями леса не видать — иначе как объяснить такое обостренное внимание к углеродным наночастицам и нанотрубкам при полном небрежении всем прочим? Нужен был козел отпущения, подвернулись нанотехнологии, вот и давай валить на них все мыслимые и немыслимые вины. А промышленность, на которую следовало бы возложить всю полноту ответственности за ущерб, наносимый окружающей среде и здоровью людей, остается в стороне. «Производители [новых] материалов должны бы были давать абсолютную гарантию касательно должным и правильным образом определенной безопасности своей продукции как для рабочих, занятых на производстве [этих материалов], так и для народонаселения в целом. История показывает, что так бывает нечасто», — меланхолически замечает введение в программу Nanosafe-2 («Нанобезопасность-2»), принятую Европейским союзом.

Вообще-то нанотехнологии можно бы поставить в пример, достойный подражания, во всяком случае, если речь идет об изучении токсичности или воздействии на окружающую среду: испытания такого рода непременно предшествуют любому масштабному производству. В самом деле, подобные исследования множатся по всему свету. Европейский союз финансировал первую программу Nanosafe, чтобы подвести какую-то базу под суждения насчет опасности наночастиц. Во Франции Национальный институт промышленной среды и сопутствующих рисков инициировал программу исследований, нацеленную на выяснение опасностей, сопряженных с теми молекулами, которые синтезируются нанотехнологиями. Национальный институт безопасности пересмотрел свои исследования в области токсикологии наночастиц. Агентство санитарной безопасности в окружающей среде и на производстве тоже заинтересовалось угрозами окружающей среде и санитарии со стороны наноматериалов. Все эти исследования содержат немало такого, что, казалось бы, должно разжечь жаркие споры. Но что делать? В смысле — с наноматериалами? Неужели не ясно? Самые опасные — запретить, за другими установить жесткий контроль, а вполне безобидные не трогать — пусть промышленность выпускает их как обычные товары.

Как наноматериалы, так и наночастицы — совсем не синонимы угрозы и опасности. У перелетных голубей есть специализированные клетки с магнитными наночастицами, помогающие птицам ориентироваться в магнитном поле Земли. Вот вам и совершенно безвредные наночастицы! Наоборот, как нельзя более полезные. Шарик диаметром около 5 нм может содержать несколько тысяч атомов и потому способен транспортировать некую целебную субстанцию. Мы уже упоминали о способности наночастиц преодолевать гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг (эта преграда отделяет кровеносные сосуды от мозговой жидкости). В этом их опасность, но по этой же причине они так сильно интересуют медиков. Соединив наночастицы с медикаментами, можно попытаться излечить, например, опухоль мозга — заболевание, которое сегодня с большим трудом поддается хоть какой-то терапии, поскольку большинство противораковых лекарств не способны преодолеть гематоэнцефалический барьер. Целебные наночастицы пока еще только разрабатываются, но уже известно, что они будут содержать растворяющиеся в биологической среде полимеры или циклодекстрины (это молекулы с внутренней полостью), но не иметь в своем составе липидов — так нанолекарство с большей непринужденностью пройдет сквозь гематоэнцефалический барьер.

Разрабатываются и другие наночастицы для работы с клетками. Известно, например, что существующие методы лечения рака, в частности химиотерапия и радиотерапия, одинаково воздействуют и на здоровые, и на раковые клетки, вызывая массу побочных, нежелательных последствий. А наночастицы помогут врачам находить именно раковые клетки. К примеру, если оснастить наночастицу средствами распознавания, то она превратится в «самонаводящуюся боеголовку», которая сама отыщет больную клетку, воткнется в нее и будет воздействовать именно на нее. Если в наночастице есть металлические включения, то их можно нагревать лучом лазера, и раскаленный металл разрушит злокачественную клетку. И что — запрещать производство наночастиц, умеющих исцелять? Ни в коем случае! Достаточно — и необходимо — установить жесткий санитарный и токсикологический контроль над предприятиями, производящими такие чудодейственные частицы — подобно тому, который действует в иных отраслях промышленности. За образец можно было бы взять фармакологическую или пищевую промышленность либо отрасли, связанные с переработкой сельскохозяйственной продукции.