Газета Инфо-стома № 1 (март 2019 г.), страница 21 (Версия для печати - текст)


Газета Инфо-стома № 1 (март 2019 г.), страница 21
Инфо-стома
21
Новые наночастицы позволяют быстро и просто
очистить среду от загрязняющих веществ.
Химические загрязнители часто оказываются трудно-
уловимыми и трудноуничтожимыми – молекулы многих
пестицидов и, например, бисфенола А, используемого
в производстве пластмасс, в обычных условиях весьма
устойчивы к разложению, так что очистка вод и почв от таких
веществ становится весьма недешевым и долгим делом:
ведь здесь нужно как-то выловить
загрязнители из среды, чтобы по-
том уничтожить их специальными
методами.
Наночастицы с гидрофобным
ядром (красным) и гидрофиль-
ной оболочкой (в виде «прово-
лочных хвостов» на поверхности
красного ядра); лишенные гидро-
фильной оболочки, наночастицы
и налипшие на них молекулы за-
грязнителя слипаются в большие
надмолекулярные агрегаты
Исследователи из Массачусет-
ского технологического института создали особые наноча-
стицы, которые могут весьма упростить борьбу с такими
загрязнителями. Фердинанд Брандл (Ferdinand Brandl), Ни-
коля Бертран (Nicolas Bertrand) и их коллеги синтезировали
полимерное вещество из полиэтиленгликоля и полиактовой
кислоты – первый входит в состав глазных капель, зубных
паст, слабительных средств и т. д., и, следовательно, без-
вреден, а вторая служит одним из основных компонентов
биоразлагаемого пластика. Наночастицы из такого полимера
состоят из гидрофобного ядра и гидрофильной оболочки;
благодаря молекулярным силам гидрофобные загрязните-
ли, стараясь добраться до внутреннего слоя наночастицы,
будут прилипать к ее поверхности.
Но в таком виде загрязнитель так и будет пребывать в рас-
творе, пусть и прилипнув к наночастицам. Фокус же в том,
что полимер, из которого сделаны частицы, разрушается под
действием ультрафиолета так, что гидрофильная оболочка
исчезает, а гидрофобное ядро разворачивается, «взрывает-
ся» – его больше не стабилизирует гидрофильная оболочка,
которая благодаря взаимодействию с водой удерживала
внутренности частицы в компактном состоянии. Развернутые
частицы с налипшими молекулами загрязнителя слипаются
друг с другом, и в результате получается довольно крупный
надмолекулярный агрегат. Только в отличие от отдельных
вредных молекул и отдельных частиц такие агрегаты легко
собрать: их можно осадить центрифугированием или, на-
пример, просто отфильтровать.
В статье в Nature Communications авторы пишут, что с
помощью таких наночастиц им удалось очистить растворы,
содержащие фталаты и бисфенол А, которые вмешиваются
в пути гормональных сигналов; также частицы оказались
эффективны при очистке почвы от
ароматических полициклических
углеводородов, которые образу-
ются при неполном сжигании раз-
личных видов топлива и которые,
как известно, могут быть силь-
ным канцерогенами. Обратно
в наночастицу развернувшийся
полимер сложиться не может, а
если по какой-то причине поли-
мерный микрокомок не осядет и
не отфильтруется, то, сделанный
из биоразлагаемого материала,
со временем разрушится сам, то
есть никакого прибавочного загрязнения не будет.
Огромный плюс метода – в его простоте: вещество
наночастиц синтезируется при комнатной температуре,
модифицировать их никак не надо (вещества из раствора
они выхватывают неспецифично и годятся для любых гид-
рофобных химикатов), очистка происходит без сложных
многоступенчатых процедур.
Кроме того, достаточно большое соотношение площади
поверхности к объему позволяет на небольшое количество
наночастиц поймать много вредных молекул. По первона-
чальной мысли авторов работы, такие частицы должны были
доставлять лекарство к раковым клеткам, однако камнем
преткновения стала необходимость ультрафиолета, кото-
рый, во-первых, плохо проходит сквозь кожу, во-вторых,
повреждает ДНК в тех клетках, в том числе и здоровых, до
которых он все-таки дошел.
И все же метод может найти применение не только в
очистке окружающей среды от загрязнителей, но и в ме-
дицине, фармакологии, аналитической химии и даже в
пищевой промышленности: например, с помощью разво-
рачивающихся и слипающихся наночастиц можно удалять
кофеин при приготовлении декофеинизированного кофе.
Кирилл Стасевич, nkj.ru
наноочищение воды и почвы
В качестве пластификаторов фталаты добавляют
к поливинилхлоридным пластмассам, из которых
делают массу разных вещей.
Исследователи из Иллинойского университета пишут в
The Journal of Neuroscience, что фталаты, которые входят
в состав пластмасс, могут плохо сказываться на развитии
мозга. В экспериментах беременным крысам давали
смесь фталатов в том виде, в каком, по словам авторов
работы, они существуют в окружающей среде, и в тех
количествах, которые при пересчете на соответствующую
массу тела соответствовали бы человеческой дозе. Ока-
залось, что у потомства в результате получается меньше
нейронов и нейронных связей в одной из зон средней
Пластмасса против мозга
префронтальной коры, которая важна для многих когни-
тивных функций. Как следствие, крысы, даже повзрослев,
соображали хуже, когнитивные способности у них были
не такими гибкими. Например, те, чьим матерям давали
фталаты, хуже владели собственным вниманием – им
сложнее было переключиться с одного предмета на дру-
гой, когда это было нужно; в целом когнитивная жесткость
была тем сильнее, чем меньше было синапсов в средней
префронтальной коре. О том, что некоторые вещества,
входящие в состав пластмасс, могут быть небезопасны в
самых разных смыслах, говорят давно, и новые данные,
очевидно, лишний раз это подтверждают.
https://www.nkj.ru/

Скачать в pdf

На предыдущую страницу На следующую страницу
Top.Mail.Ru