Гигапроблемы от нанотрубок

Обнаружено очередное свидетельство того, что углеродные нанотрубки представляют опасность для здоровья. Возможно, при вдыхании они обладают канцерогенным действием аналогично асбесту.

Углеродные нанотрубки – весьма перспективный и полезный материал — могут быть отнюдь не безопасными. Исследование действия вдыхаемых нанотрубок на легкие мышей опубликовано в последнем номере журнала Nature Nanotechnology.

Углеродные нанотрубки — протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров состоят из одной или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей (графенов) и заканчиваются обычно полусферической головкой. Они обладают высокой прочностью и интересными электронными свойствами. В зависимости от структуры они могут быть как аналогами металлов, так и полупроводниками. Это делает их весьма перспективными для изготовления материалов с недоступными ранее свойствами.

До сегодняшнего момента нанотрубки подозревали в снижении иммунитета, а также в поражении тканей легких при инъекциях. Находились, правда, и сторонники их безвредности.

Новое исследование проводит аналогию между эффектом вдыхания протяженных нанотрубок и канцерогенным действием волокон асбеста. У людей, занятых на добыче и переработке асбеста, вероятность возникновения опухолей в несколько раз больше, чем у основного населения. Чаще всего вызывает рак легких, опухоли брюшины, желудка и матки. Канцерогенность волокон разных видов асбеста очень различна и зависит от диаметра и типа волокон. Ученые предполагают аналогичный механизм действия длинных нанотрубок, которые по пропорциях аналогичны длинным волокнам асбеста.

Ученые изучили легкие мышей, подвергавшихся воздействию вдыхаемых нанотрубок в течение 14 недель. Благодаря своему малому весу и размерам, углеродные нанотрубки проникают в дыхательные пути вместе с воздухом. В итоге они концентрируются в тех же тканях, что и асбестовые волокна – в двухслойной мембране, называемой плеврой. Она является как бы границей легких, отделяя ее от других органов грудной клетки.

Наблюдения изменения структур легких животных показало, что уже через две недели на плевре мышей появились складки и морщины, вызванные воздействием на нее нанотрубок.

В качестве плацебо-эксперимента ученые использовали другую группу мышей, вдыхавших в течение того же времени обычную углеродную сажу. У них таких эффектов не наблюдалось, так как частицы сажи более изометричны, чем асбестовые волокна или углеродные нанотрубки, поэтому не застревают в легких и выводятся из организма с кашлем. При этом канцерогенное действие нанотрубок, на данный момент, не установлено, так как 14 недель – недостаточный срок для регистрации таких эффектов.

В дальнейшем планируется провести более детальные исследования обнаруженного эффекта. Ряд аналогичных экспериментов с нанотрубками разных размеров и пропорций даст возможность выяснить, какие из них несут большой вред легким.