ГОУ ЛНР Луганский Национальный аграрный университет
Реферат
По дисциплине: «Нанотехнология в
Ветеринарии»
Тема: «Нанотехнологии в ветеринарной медицине »
Курсовую работу выполнила Лобынцева Е.А.
Студентка 4 курса 741 группы
Факультета ветеринарной медицины
Луганск 2017 г
Содержание
Введение
Потенциальные риски использования нанотехнологий
Позитивы и негативы использования нанотехнологий в ветеринарии
Методическое обеспечение клинических исследований
Введение
Первое упоминание методов, которые потом будут названы нанотехнологией, свя
зано с известным выступлением Ричарда Ф ейнмана «В том мире полно места»
(анг. «Theret’sPlenty of Room at the Bottom») в 1959 годувКалифорнийскомтехно
логическом институте н а ежегодной встрече Американского физического товарищества.
Ричард Фейнман допустил, что возможно механически перемещать единичные атомы
при помощи манипулятора соответствующего размера; по крайней мере, такой процесс
не будет противоречить известным на сегодняшний день физическим законам.
Этот манипулятор Ричард Фейнман предложил делать следующим образом: необходимо
построить механизм, который бы создавал свою копию, но на порядок меньших размеров.
Созданный меньший механизм должен снова создавать свою копию, и снова на порядок
меньших размеров, и так до тех пор, пока размеры механизма не будут адекватными с раз
мерами порядка одного атома. При этом необходимо делать изменения в таком приборе,
поскольку силы гравитации, которые действуют в макромире, будут проявлять все мень
шее влияние, а силы межмолекулярных взаимодействий и Ван-дер-Ваальсовые силы будут
|
|
все больше влиять на роботу механизма. Последний этап — созданный механизм соберет
свою копию из отдельных атомов. Такие машины (нанороботы) тем же самым способом, но
в обратном порядке, будут собирать макропредметы. Последние станут на порядок дешев
ле, поскольку будет расходоваться минимум молекул и энергии. Пока еще никто не смог
опровергнуть такую возможность, как и воплотить ее в действительность.
Впервые термин «нанотехнология» употребил НориоТанегучи в 1974 году Он назвал
этим термином производство изделий размером несколько нанометров. В 1980 году
этот термин использовал Эрик К. Дрекслер в своих книгах «Машины создания: грядет
эрананотехнологии» (Engines of Creation: The Coming E ra of Nanotechnology») и
«Nanosystem: Molecular Machinery, M anufacturing, and Computation». Центральное место
в его исследованиях составляли математические расчеты, при помощи которых можно
было бы проанализировать работу механизма размерами в несколько нанометров.
Нанотехнология — область прикладной науки и техники, которая имеет дело с
объектам и размером м еньш е 100 нанометров (1 н ан ом етр равен 10-9 метра).
Н анотехнология качественно отличается от дисциплин, которые решаю т свои зад а
чив обычных м асштабах измерений. Последние для нанотехнологии не могут быть
использованы, а субмикроскопические явления, которы ми пренебрегаю т в обычных
масштабах, стан овятся определяю щ ими — это свойства и взаимодействияотдель
ны х атомов и молекул, а такж е квантовы е еффекты. В практическом аспекте это
технология производства средств и их компонентов, которые необходимы для созда
|
|
ния, обработки и м анипулирования частицам и, разм еры которых находятся в преде
лах от 1 до 100 нанометров. И спользование в нанотехнологии передовых научных
результатов позволяет отнести ее к высоким технологиям.
Потенциальные риски использования нанотехнологий
Широкое использование нанотехнологий, нанопродуктов, наноматериалов не
только открывает перед человечеством новые перспективы, но и несет с собой новые
угрозы, которые трудно предварительно предусмотреть и непросто обнаружить.
Проблемы нанотоксикологии и биобезопасности свободных (несвязанных) нано
части ц и коллоидных растворов таких наночастиц в последние годы выходят н а одно
из первых мест по важности. Известно, что для наночастицзащитны е системы орга
низм а не являю тся непреодолимым барьером. Они могут легко проникать в орга
низм через кожу, дыхательны е пути, желудочно-кишечный тракт. Наночастицы
могут проникать сквозь клетки эпителия, распространяться по ходу отростков нерв
ны х клеток, кровеносных и лимфатических сосудов. При этом они избирательно
накапливаются в разных типах клеток и в определенных клеточных структурах.
Наночастицы способны проходить сквозь обычные защитны е барьеры организма:
желудочный, плацентны й, гемато-энцефалитический. Эволюция просто не создала
м еханизм ы защиты от вещ еств со свойствами, которые почти не встречаются в
обычной среде существования. Такая особенность характерн а для веществ в наносо
стоянии. Например, частицы нанометровы х размеров легко проникаю т во внутриле-
|
|
гочное пространство, свободно поступаю т из легких в кровоток. Проблема наноток
сичностиоказывается еще острее и з-за того, что токсичность н ан очастиц не являет
ся простым превращением уже известной токсикологии к наномасштабам.
Действие наночастиц н а ж ивой организм проявляется в возникновении воспали
тельных процессов в отдельных органах и тканях, в снижении иммунитета, в воз
можномвозникновении хронических воспалений. Учитывая, что нанотоксиколо
гия находится в самом начале своего развития, необходимо поддерживать баланс
между применением н ан очастиц и исследованиями, необходимыми для определения
токсичности получаемых в ходе разработок наноматериалов.
Способность безвредных веществ при сильном измельчении становиться опасны
ми для здоровья человечество открыло давно, задолго до появления нанотехнологий.
Еще в древние времена люди, занятые выплавкой цинка, страдали от цинковой
лихорадки, вы званной вдыханием аэрозолей окисла цинка. Всем известно канцеро
генное действие асбестовой пыли, которая вызывает рак легких и желудка. При этом
следует учитывать, что даже, если сам и по себе наночастицы, которые попали в орга
низм, безвредны, некоторые из них могут вы ступать в роли катализаторов образова
ниятоксичны х веществ. Так ведут себя, например, наночастицы ТЮ2 и ZnO, катали
зируя фотоокисления, наночастицы окислов железа и некоторых других металлов,
которые вызывают металлическую лихорадку.
Касательно нанобиотехнологий для сельского хозяйства, использование свобод
ных (несвязанных) наночастиц биогенных металлов или коллоидных растворов
такихнаночастиц требует еще большей осторожности, поскольку наночастицы
могут попасть в пищевую цепочку животны х и человека, неконтролированносозда
вая при этом разны е химические соединения непредвиденного действия. Это касает
ся растениеводства, животноводства, птицеводства, рыбного хозяйства. В сельском
хозяйстве от токсичны х наночастиц с непредвиденны м действием нужно перехо
дить к безопасным функциональным наноматериалам с программируемым, при их
получении, действием, и ориентировать нанотехнологии в этом направлении.
Кроме того, как считаю т ученые, токсичность наночастиц может быть непосред
ственносвязана с примесями. Поэтому следует уделять больше внимания как самим
технологиям получения наночастиц, так и средам для получения коллоидных рас
творовнаночастиц, поскольку трудно контролируемые загрязняю щ ие примеси в
нанодисперсномсостоянии могут быть для ж ивы х организмов и растений даже опас
нее, чем сам и наночастицы целевых микроэлементов. Это, в первую очередь, отно
сится к жидкой среде коллоидных растворов наночастиц. Например, использование
дистиллированной или даже бистиллированной воды вместо значительно более
чистой деионизированной воды в коллоидных растворах металлов может, вместе с
опасным действием наночастицтяжелы х металлов, стать главной причиной токсич
ностинаноматериала, поскольку высокую активность приобретаю т водные примеси
именно в нанодисперсном состоянии.