«Грифон» на страже знаний
Открыл заседание президент «Грифона» Игорь Клебанов. Во вступительном слове доцент и старший научный сотрудник кафедры системного программирования Высшей школы электроники и компьютерных наук ЮУрГУ, кандидат физико-математических наук, автор и ведущий программы о достижениях науки «Золотое сечение» ЮУрГУ-ТВ рассказал о целях и задачах нового проекта университета:
— Автором идеи создания интеллектуального клуба стала начальник пресс-службы ЮУрГУ Татьяна Строганова. Название выбрано не случайно. Грифон присутствует в символике нашего университета. Это многоплановое мифологическое существо. Ключевое значение: грифон обеспечивает власть над небом и землей, олицетворяет собой уверенность и силу. Ученые, конечно, к власти не стремятся. Но для нас важно понять законы неба и земли, установить связь между этими законами. Кроме того, грифон — это страж. В разных мифологиях он охраняет разные ценности. Наша ценность — это, конечно, знания и культура.
Главная цель клуба интеллектуалов ЮУрГУ — создание среды для неформального общения представителей разных областей знания. Ученые зачастую замкнуты в своей узкой области. Наша задача эту замкнутость преодолеть, создать среду, в которой представители разных наук могли бы обсуждать актуальные вопросы, интересные любому образованному человеку: профессору, аспиранту, студенту, домохозяйке, старшекласснику с пытливым умом... Надеюсь, наши заседания с участием журналистов, интересующихся наукой, будут способствовать и популяризации научных достижений.
Темой первой встречи интеллектуалов университета стал актуальный вопрос — «Нанотехнологии: польза и угрозы». Во время обсуждения был продемонстрирован научный эксперимент по очистке загрязненной воды посредством наночастиц (его результаты участники заседания смогли увидеть в финале встречи). Разговор шел о перспективах развития этой области науки и о подводных камнях, которые существуют на этом пути. Так что же сулят человечеству нанотехнологии? Благо это или опасность?
В обсуждении приняли участие эксперты в области нанотехнологий и представители других научных направлений, что позволило обсудить вопрос с разных позиций. Главным спикером заседания стал декан химического факультета, заведующий кафедрой «Экология и химическая технология», доктор химических наук, директор научно-образовательного центра «Нанотехнологии» ЮУрГУ Вячеслав Авдин. Ученый рассказал, как появился термин «наночастица» на рубеже XX — XXI веков во времена технологического скачка и какой путь был пройден за эти годы.
— Лет 20 назад многие исследователи свойств веществ вообще не понимали, что такое наночастицы и для чего они нужны. Теперь это понимание есть. Сегодня убеждать общество в пользе наноматериалов, думаю, смысла нет — польза очевидна. Наверное, стоит обсуждать возможный вред. Из-за своего маленького размера многие нанообъекты объединяются, стремятся взаимодействовать с какой-то поверхностью, проникнуть внутрь вещества.
К примеру, есть известные всем наночастицы, которые образуются при горении табака. У них высокая температура и маленькие размеры. Они взаимодействуют с поверхностью клеток, проникают внутрь и клетки разрушают.
Если говорить о пользе нанотехнологий, то это в первую очередь биосовместимые материалы, средства, направленные на доставку лекарств. Наночастица, взаимодействуя с лекарственным средством, движется с кровью, и, когда доходит до болезненного участка, отдает препарат. Получается для лечебного эффекта не надо создавать высокую концентрацию препарата во всем организме. Надо просто ввести наночастицы, и они доставят лекарство туда, куда нужно. Во всем мире сейчас работают над тем, чтобы наночастица доставила лекарство, а потом была бы разрушена организмом.
Или возьмем фотокатализаторы — это суть нашего сегодняшнего эксперимента. Через какое-то время под воздействием наночастиц краситель в колбе полностью разложится на углекислый газ и воду. Мы проверяли это специальными методами. То есть не надо адсорбировать и потом думать, куда девать этот абсорбент. Не надо концентрировать и тоже потом ломать логову, что с этим делать. Мы просто краситель разлагаем. Таким образом можно очищать загрязненные водоемы. В основе — принцип самоочищающей способности природы. Микроорганизмы разлагают загрязнение. Просто природные микроорганизмы к загрязнениям, которые существовали миллионы лет, привыкли, и знают, как их разлагать. А что делать с красителем, они пока не знают, поэтому красители и накапливаются в водоемах.
— Мы можем экспериментировать, решать частные задачи, но не ясна цель. Зачем? — задал вопрос доктор философских наук, профессор Сергей Борисов.
— Очистка загрязненных вод, реабилитация загрязненных территорий, поглощение ранее выделенных загрязнений. Кроме того, это и новые конструкционные материалы. К примеру, модифицирование при помощи наночастиц некоторых устройств, увеличивает их прочность, позволяет продлить их срок службы в 10, а иногда и в 100 (!) раз. Многие современные конструкционные материалы получены только благодаря нанотехнологиям. То есть речь идет о развитии общества во всех направлениях.
— То есть почистим, а кто-то загрязнит опять?.. В эту игру можно играть бесконечно. Нужно стремиться к созданию принципиально новых безотходных производств...- замечает философ.
Съедобная тарелка
Сотрудник ЮУрГУ, высококвалифицированный специалист из Индии PhD (химия) Четтичипалаям Прабхахаран Сактхи Дхаран рассказал о технологиях, которые уже сейчас частично решают проблему загрязнения окружающей среды.
— Ежегодно в мире производится 250 миллионов тонн полиэтилена, который действительно очень трудно разлагаем в природе. Один из бурно развиваемых на Западе, в том числе и в Индии проект — это биоразлагаемый пластик. Мы возвращаемся к целлюлозе. Другой любопытный пример — съедобная посуда, одноразовая тарелка из риса. Из нее не только можно поесть, но ею же можно и закусить. Абсолютно безопасная для природы технология!
Заведующая кафедрой журналистики и массовых коммуникаций, профессор Людмила Шестеркина подняла интересный вопрос: может ли организм человека самостоятельно вырабатывать наночастицы и связано ли это с иммунитетом? Безусловно, в организме вырабатываются наночастицы, и организм этими механизмами пользуется. То, что придумывают ученые, природа придумала давно...
О вреде наночастиц и о наноболезни рассказал инженер центра «Нанотехнологии» ЮУрГУ, кандидат химических наук Дмитрий Жеребцов:
— В Англии еще в 2000 году запретили любые медицинские препараты, содержащие наночастицы. Мотивация следующая: должно пройти не одно десятилетие, чтобы ученые на мышках и кроликах доказали безвредность, а пока — человека не трогаем! Этому примеру последовали и другие страны. А вообще наноболезнь известна она уже порядка ста лет. Когда в 30—е годы прошлого века в мире было запущено производство ферросилиция, первые наночастицы оксида кремния крупнотоннажным выбросом пошли в цеха. Природа не была готова к такому удару по здоровью организма человека, и появились первые нанобольные, страдающие силикозом.
Природа не привыкла к твердым наночастицам. Это очень мелкий объект, способный проникать сквозь клеточную оболочку внутрь клетки, проходить дальше и внедряться в ткани человека. Обратно наночастицы уже не выходят. Я считаю, в медицине нужно применять очень осторожно такие технологии. Даже крем для загара нужно применять с осторожностью, ведь он содержит наночастицы диоксида титана или оксида цинка. После нанесения на кожу, смыть его сразу в душе не удастся. Какая-то часть наночастиц успевает проникнуть в клетки. Бывают и полезные наночастицы. Вообще об их воздействии известно давно. Моряки в бочке с водой, чтобы она не цвела, бросали серебряные монеты.
Все курильщики — нанобольные
Как заметил профессор Авдин, если уж говорить о наноболезнях, то все курильщики — нанобольные...
— При курении наночастицы попадают в легкие, и происходит то, о чем сказал Дмитрий Анатольевич.
онечно, наночастицы твердой минеральной пыли оказывают негативное влияние — травмируются клетки, угнетается иммунная система.
Я убежден, что при всех рисках положительного эффекта от нанотехнологий все-таки будет больше, чем отрицательного. Возьмем тот же силикоз. Сейчас, когда этот риск известен, люди стараются оберегать себя, на предприятиях принимают меры — и страдающих этим заболеванием становится меньше. Если риск известен, его опасность снижается. А пользы, безусловно, больше, как и от любой технологии, направленной на улучшение жизни людей, на сохранение окружающей среды.
— А отдаленных последствий стоит опасаться? Мы же не знаем, как поведет себя наночастица через сто, двести лет...
— Я не думаю, что произойдет что-то неожиданное. Потому что все эти наночастицы в природе присутствовали и до их изучения. Говорить о том, что природа совершенно не готова к появлению наночастиц, нельзя. Хотя в чем-то с вами можно согласиться. Когда табак был привезен в Россию, многие стали курить, не зная о риске. Еще в середине ХХ века можно было наблюдать картину: человек сидит у себя дома и курит, а рядом жена беременная, дети играют... Сегодня во всем мире есть ограничения на курение. ...Через сто-двести лет, возможно, выяснится что-то неприятное, связанное с наночастицами. Будем с этим бороться.
К слову, кафедра профессора Авдина занимается научными исследования в области фотокатализа. В поле зрения возможность очистки загрязненной воды от присутствующих загрязнений, которые другими методами не очищаются. Этот метод применяется с 70-х годов прошлого века. Но отсутствие современных технологий, в частности нанотехнологий, не позволяло создать материал, отвечающий высокой активности и возможности извлечь потом отработанный катализатор. Исследователи не видели, что происходит, и не могли манипулировать. Сейчас ученые ЮУрГУ не просто видят происходящее, но и стараются управлять процессом, то есть делают с наночастицами то, что нужно. Поэтому появляются новые виды катализаторов и новые направления по созданию материалов.
***
— Лично для меня этот разговор был достаточно интересен, надеюсь, как и для всех присутствующих, — сказал, завершая встречу, Игорь Клебанов. — Обсуждая нанотехнологии, мы вышли на общефилософский вопрос, связанный с прогрессом научного знания. Вспоминается мудрая фраза: когда показывают новую машину, прежде всего надо искать кнопку «стоп». Но мы не можем из-за страха перед неизвестностью останавливать научный прогресс. Познавать что-то новое и двигаться вперед — естественное стремление ученых. Нанотехнологии, как и любые другие технологии, должны развиваться. И очень хорошо, что ЮУрГУ в это развитие вносит существенный вклад.
Татьяна Строганова.
Фото Олега Игошина.