Углеродными нанотрубками называют протяженные цилиндрические структуры, построенные из атомов углерода, имеющие толщину от одного до нескольких десятков нанометров и достигающие длины до нескольких сантиметров. Углеродные нанотрубки обладают высокой прочностью, благодаря чему на их основе разрабатываются сверхпрочные ткани и другие материалы. Кроме того, углеродные нанотрубки обладают очень интересными электронными свойствами, которые, в зависимости от структуры трубок, могут быть похожи либо на свойства металлов, либо на свойства полупроводников.
Благодаря своему малому весу и размерам, углеродные нанотрубки могут проникать внутрь организма вместе с вдыхаемым воздухом, где, как показала группа Джеймса Боннера (James Bonner), они задерживаются и способны приводить к нежелательным эффектам.
Несмотря на перспективность использования во многих областях промышленности этого компонента, ученые опасаются, что длительное воздействие углеродных нанотрубок на человеческий организм может привести к опасным и даже смертельным болезням.
"Мы не хотим сказать, что углеродные нанотрубки так же опасны как асбест – мы этого достоверно не знаем. Мы пока не обнаружили признаков того, что углеродные нанотрубки могут приводить к развитию рака, нам лишь удалось показать, что, попадая в легкие, углеродные нанотрубки, в итоге, оказываются в тех же тканях, что и асбестовые волокна", – прокомментировал работу Боннер, ведущий автор исследования из Университета Северной Каролины в США, слова которого приводит Chemistry World.
Углеродные нанотрубки и асбестовые волокна роднит их необычная форма – соотношение высокой прочности при маленькой толщине и большой длине. Попадая в легкие, такие волокна могут застрять в двухслойной мембране, называемой плеврой, которая отделяет легкие от остального содержимого грудной клетки. В случае асбеста, застревающие в мембране волокна вызывают различные заболевания легких, а так же мезотелиому – медленно протекающую форму рака легких.
Свое исследование ученые провели на мышах, результаты которых показали, что после вдыхания углеродные нанотрубки выстилают поверхность легких и проникают сквозь мембрану, достигая внешней стороны оболочки, защищающей легкие.
Опасность, которую несут в себе углеродные нанотрубки, уже обсуждалась годом ранее, когда ученые провели серию экспериментов по прямой инъекции нанорубок в организм животных. Теперь группа Боннера провела более близкий к реальности эксперимент, в котором показала эффект от случайного вдыхания нанотрубок.
Мыши вдыхали нанотрбуки в течение 14 недель – этого срока недостаточно, чтобы показать развитие рака, однако, как и в случае асбеста, уже через две недели эксперимента на плевре мышей появились складки и морщины, вызванные воздействием на нее углеродных нанотрубок. Эти симптомы, называемые фиброзом, не проявлялись у мышей, вдыхавших обычную углеродную сажу, так как эти частицы не имеют таких соотношений длины и ширины, как у асбестовых волокон или углеродных нанотрубок.
В дальнейшем группа Боннера намерена изучить влияние размеров углеродных нанотрубок на типы повреждений в легких, которые они вызывают, и выяснить, играют ли какую-нибудь роль частицы катализаторов, использующихся при синтезе нанотрубок и остающихся на их поверхности в следовых количествах.
Главные темы