Что такое наночастицы: Что такое наночастицы в косметике? Надо ли их бояться? Вот короткий и понятный гид

Что такое наночастицы в косметике? Надо ли их бояться? Вот короткий и понятный гид

T

КРАСОТА • Уход

Нанотехнологии в косметике — новые парабены?

Нет. С ними все намного сложнее.

ТЕКСТ: МАША ВОРСЛАВ

Что такое наночастицы?

Как давно и где их используют?

Это частицы самых разных веществ: больше атома и молекулы, но меньше видимых крупинок. Намного меньше. Величина наночастиц варьируется от 1 до 100 нанометров; они примерно в 40–80 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Из-за того, что они такие маленькие, не понятно, какие законы физики к ним применять, а еще у них могут быть непредсказуемые свойства: как полезные, так и вредные. Например, один килограмм золота в «обычном» размере частиц (1 mm³) может закрыть такую же поверхность, как всего один миллиграмм наночастиц (1 nm³). 

Наночастицы создал не человек, их использовали еще древние народы, когда красили волосы металлами. Такое окрашивание было очень стойким — нанофрагменты золота долго не вымывались из волос.

Сегодня их задействуют в самых разных сферах. В медицине с помощью них доставляют лекарства в опухоли, убивают бактерии, нейтрализуют свободные радикалы. В промышленности — производят ультрапрочные материалы, защищают поверхности от UV-лучей и делают одежду устойчивой к запаху.

Что они дают косметике?

Одна из двух главных функций — солнцезащита. Обычные частицы диоксида титана (TiO2) и оксида цинка (ZnO) выбеливают кожу, а их наночастицы — нет. Это позволяет делать так называемые минеральные санскрины комфортными, вместе с тем они все еще подходят для чувствительной кожи. При этом чем меньше частицы, тем хуже защита от UVA-лучей, поэтому в санскринах смешивают и те и те.

Вторая задача — доставка активных ингредиентов поглубже в кожу. Это делают самые разные наночастицы: липосомы (знакомое название, правда?), наноэмульсии, твердые липидные наночастицы и другие. Принцип такой: эти частицы — курьеры, которые из-за своего размера могут пробраться глубже в кожу, чем обычные.

Конкретно липосомы интересны тем, что при нанесении на кожу они разрушаются, высвобождая нужные ингредиенты.

Санскрин Garnier Ambre Solaire Sensitive Advanced Sun Cream SPF50 с «физическими» фильтрами для чувствительной кожи. Не выбеливает.

Они безопасны?

Если вас смущает способности частиц глубоко проникать в кожу, то не зря: до конца не изучено, насколько глубоко они впитываются в здоровую и поврежденную поверхность. Могут ли они накапливаться в тканях и попадать в кровоток, тоже не понятно. Не ясно, что будет, если их вдыхать. Про какие-то наночастицы известно больше, про какие-то меньше; конечно, не все они одинаково полезны или вредны. Производители косметики стремятся использовать самые безопасные и проверенные: липосомы, например.

Кроме медицинских рисков есть экологические. Из-за того, что не совсем понятно, как себя ведут наночастицы, не ясно, и какую опасность они представляют для окружающей среды и насколько могут ее загрязнять. Стоит вспомнить, что индустрия косметики — одна из самых «грязных» в мире, объемы производства колоссальны.

Если часть этого производства и отходов будет содержать наночастицы, полезно хотя бы представлять, как они будут себя вести после мусорной корзины. Этого понимания пока нет.

Спрей Korres Red Vine Hair Sun Protection защищает окрашенные волосы от выгорания.

Что про них думает государство?

Смотря какое. FDA регулирует косметику с наночастицами так же, как и другую. То есть государство проверяет косметику, только если на нее поступят какие-то жалобы, — даже если в ней есть еще не до конца изученные ингредиенты вроде наночастиц (отдельная история с красителями — их пожестче регулируют). Сложность в том, что моментальное воздействие наночастиц отследить трудно, а как они действуют в долгосрочной перспективе, не понятно. Поэтому есть риск, что пользователи могут не заметить побочных эффектов, которые дает косметика с наночастицами.

В Европе по-другому. Европейская комиссия требует, чтобы производители указывали наличие наночастиц на упаковке. Органы ЕС постепенно изучают наночастицы и выпускают правила их использования. В 2012–2013 годах европейский Научный комитет потребительской безопасности (SCCS) объявил, что при соблюдении условий использования и концентрации до 25 % наночастицы самых популярных минеральных фильтров оксида цинка и диоксида титана безопасны даже для поврежденной кожи. К тому же выводу пришли в Канаде, Австралии и в США. В Азии наночастицы тоже можно добавлять в косметику.

Крем для век IOPE Super Vital Extra Moist Eye Cream должен убирать морщинки и припухлости и повышать упругость.

Крем Chantecaille Nano Gold Energizing Cream стимулирует выработку коллагена и уплотняет кожу.

Какие бренды их используют?

Судя по данным американской медицинской библиотеки, больше всего наночастицы задействует L»Oreal, от нее почти не отстает Procter & Gamble, затем Henkel, Unilever, японцы Kao Corp, Avon, Shiseido и другие. L»Oreal еще в 1987 году запатентовали конкретно ниосомы и начали развивать их в бренде Lancome. Сейчас ниосомы используют прежде всего в антивозрастных кремах, средствах для отбеливания кожи, увлажняющих, а еще в шампунях и кондиционерах. В 2012 году глобальный рынок нано-косметики оценивался в почти 156 миллионов долларов.

Одна из марок, которые стабильно использует нанотехнологии не в санскринах — испанская Sesderma. В 2010 году ей удалось сделать ретинол стабильным с помощью нанотехнологий, еще компания запустила линейку средств с липосомами.

Isabelle Lancray Surmer Crème Legère Nano-Protection интенсивно увлажняет.

И что со всем этим делать?

Пока не понятно. Абсолютно все статьи на независимых ресурсах подчеркивают, что у наночастиц много плюсов, но они недостаточно изучены, поэтому называть их абсолютно безопасными нельзя. Пока можно надеяться на добросовестность производителей и помнить, что они вынуждены самостоятельно проверять косметику, которую производят, потому что в ином случае понесут огромные репутационные и денежные потери (все зарегистрированные марки тестируют конечный продукт).

Если вам очень важно знать, содержит ли косметика наночастицы и какие, покупайте ее в Европе и изучайте сайты компании. Чаще всего наночастицы добавляют в санскрины и антивозрастные и увлажняющие кремы. Большой список конкретных продуктов с ними есть в этой статье медицинской библиотеки. Там много знакомых названий: от Estée Lauder Advanced Night Repair до Chanel Allure Eau Parfum Spray.

Сыворотка с витамином C Sesderma C-Vit Liposomal Serum повышает упругость, выравнивает цвет лица, увлажняет.

{«width»:1200,»column_width»:111,»columns_n»:10,»gutter»:10,»line»:40}false7671300falsetrue{«mode»:»page»,»transition_type»:»slide»,»transition_direction»:»horizontal»,»transition_look»:»belt»,»slides_form»:{}}{«css»:».editor {font-family: tautz; font-size: 16px; font-weight: 400; line-height: 21px;}»}

Wsn281011 – DW – 10.11.2011

Нанотехнологи за работойФото: dpa

10.11.201110 ноября 2011 г.

Нанотехнологии стремительно завоевывают наш быт, но какое воздействие наночастицы оказывают на окружающую среду и здоровье человека, пока не вполне ясно. Но кое-что экспертам все же известно.

https://p.dw.com/p/138Jv

Реклама

Слово «нанотехнологии», всего лет десять назад известное только специалистам, сегодня у всех на слуху. Нанотехнологии предполагают использование в той или иной сфере производства наночастиц, то есть крайне малых частиц вещества, линейные размеры которых составляют от одного до ста нанометров. Нанометр — это одна миллионная доля миллиметра. Для сравнения: диаметр эритроцита (красной кровяной клетки) составляет 7 тысяч нанометров, диаметр человеческого волоса — около 80 тысяч нанометров.

Главная особенность наночастиц состоит в том, что их физические и химические свойства зачастую существенно отличаются от свойств макропорций того же самого вещества, что и открыло перед промышленностью совершенно новые перспективы.

И в пище, и в косметике

Но у этой нанореволюции есть и оборотная сторона: никто пока не может толком сказать, какие риски для окружающей среды и для здоровья человека несут с собой эти наночастицы. Между тем они уже давно покинули стены химических лабораторий и вошли в нашу повседневную жизнь. Сегодня количество пищевых продуктов и косметических изделий, упаковочных материалов и предметов одежды, в которых имеются нанодобавки, исчисляется уже не сотнями, а тысячами. Кетчуп, майонез, овощные супы в пакетиках и сахарная пудра содержат наночастицы, повышающие текучесть и сыпучесть этих продуктов. В колбасных изделиях консерванты, красители и вкусовые добавки заключены в нанокапсулы. Такие же нанокапсулы, но с минеральными веществами и витаминами, добавляют в хлебобулочные изделия и в прохладительные напитки. Наночастицы применяются и в медицине — например, в качестве контрастного вещества.

Однако нормативных документов, которые регламентировали бы использование нанотехнологий, до сих пор нигде в мире не существует. Нет и законов, которые устанавливали бы требования к специальным тестам для наночастиц. И даже маркировка наноизделий, включая продовольственные товары, не предусмотрена. Но работы в этом направлении, конечно, ведутся. В какой-то степени их можно считать продолжением исследований по изучению мелкодисперсной пыли.

Чем мельче, тем опаснее

Лет двадцать назад, когда начали набирать популярность легковые автомобили с дизельными двигателями, ученые-токсикологи всерьез заинтересовались тем, как содержащиеся в выхлопных газах мелкодисперсные частицы сажи влияют на окружающую среду. Вскоре исследователи пришли к выводу, эти частицы крайне опасны для здоровья, причем чем мельче, тем опаснее. Выявленная закономерность дает основания полагать, что от наночастиц вреда еще больше. Поэтому сегодня множество групп исследователей пытаются оценить все риски и опасности, связанные с наночастицами.

Как они воздействует на кожу? Ядовиты ли при попадании в желудочно-кишечный тракт? Какова реакция организма на их вдыхание? Вопросы тем более актуальны, что наночастицы способны с поразительной легкостью преодолевать защитные механизмы и преграды организма: им не помеха ни кожный покров, ни гематоэнцефалический барьер, ни плацента, ни клеточная мембрана, ни иммунная система.

И вот теперь специалисты двух объединений химической промышленности Германии — DECHEMA (Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie) и VCI (Verband der Chemischen Industrie) — представили краткий обзор всех научно-исследовательских проектов, касающихся наночастиц.

Опаснее всего — многостенные нанотрубки

Конечно, от документа объемом всего в 60 страниц ожидать подробного анализа положения в области нанотехнологий не приходится, но общее представление об уже полученных результатах он все же дает. В частности, выявлена наночастица, с которой исследователи связывают наибольший потенциальный ущерб для здоровья человека. Харальд Круг (Harald Krug), научный сотрудник Швейцарской государственной лаборатории материаловедения и технологий, говорит: «И эксперты промышленных компаний, и академические круги едины в том, что больше всего неприятностей нам сулят углеродные нанотрубки».

Давнее предположение, согласно которому нанотрубки (миниатюрные пустотелые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров) могут вызывать повреждение дыхательных путей, в значительной мере подтвердилось. «Наибольшую опасность представляют особо длинные и особо жесткие многостенные нанотрубки. Они могут травмировать легкое, вызывать воспалительные реакции, а при длительной экспозиции привести к развитию раковой опухоли», — предупреждает Харальд Круг.

По воздействию на организм такие нанотрубки сходны с волокнами асбеста, а связано это с их вытянутой формой. Против столь длинных структур клетки иммунной системы бессильны, в результате они не выводятся из организма и остаются в тканях длительное время. «Однако те же исследования показали, что к более коротким и более гибким нанотрубкам все это не относится, — добавляет ученый. — Таким образом, даже не имея исчерпывающих данных, мы уже можем с известной долей уверенности предсказать, какие материалы опасны для здоровья, а какие — нет».

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман

Реклама

Пропустить раздел Еще по теме

Еще по теме

Показать еще

Пропустить раздел Топ-тема

1 стр. из 3

Пропустить раздел Другие публикации DW

На главную страницу

Что такое наночастицы? Определение, размер, использование и свойства

Наночастица представляет собой небольшую частицу размером от 1 до 100 нанометров. Незаметные для человеческого глаза, наночастицы могут проявлять физические и химические свойства, значительно отличающиеся от их более крупных материальных аналогов.

Определение, данное Европейской комиссией, гласит, что размер частиц по крайней мере половины частиц в числовом распределении размеров должен составлять 100 нм или меньше. Большинство наночастиц состоят всего из нескольких сотен атомов.

В таблице ниже показаны размеры наночастиц по сравнению с другими структурами:

Тип частиц	Диапазон диаметров
Атомы и малые молекулы	0,1 нм
Наночастицы	1 до 100 нм
Мелкие частицы (также называемые твердыми частицами — PM 2. 5 )	от 100 до 2500 нм
Крупные частицы (PM 10 или пыль)	от 2500 до 10 000 нм
Толщина бумаги	100 000 нм

Свойства материала изменяются, когда его размер приближается к атомному масштабу. Это связано с увеличением отношения площади поверхности к объему, в результате чего атомы поверхности материала доминируют в характеристиках материала. Из-за их очень малого размера наночастицы имеют очень большое отношение площади поверхности к объему по сравнению с сыпучим материалом, таким как порошки, пластины и листы. Эта особенность позволяет наночастицам обладать неожиданными оптическими, физическими и химическими свойствами, поскольку они достаточно малы, чтобы удерживать свои электроны и производить квантовые эффекты.

Например, медь считается мягким материалом, объем меди изгибается, когда ее атомы сгруппированы в масштабе 50 нм. Следовательно, наночастицы меди размером менее 50 нм считаются очень твердым материалом с совершенно другими показателями пластичности и пластичности по сравнению с объемной медью. Изменение размера также может повлиять на характеристики плавления; наночастицы золота плавятся при гораздо более низких температурах (300 ° C для размера 2,5 нм), чем объемное золото (1064 ° C). Кроме того, поглощение солнечной радиации значительно выше в материалах, состоящих из наночастиц, чем в тонких пленках сплошных листов материала.

Наноматериалы могут встречаться в природе, создаваться как побочные продукты реакций горения или целенаправленно производиться инженерным путем для выполнения специальной функции.

Благодаря возможности создавать материалы особым образом для выполнения определенной роли, использование наноматериалов охватывает самые разные отрасли, от здравоохранения и косметики до охраны окружающей среды и очистки воздуха.

В сфере здравоохранения, например, наноматериалы используются различными способами, одним из основных является доставка лекарств. Одним из примеров этого процесса является разработка наночастиц для облегчения транспортировки химиотерапевтических препаратов непосредственно к раковым новообразованиям, а также для доставки лекарств в поврежденные участки артерий для борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Углеродные нанотрубки также разрабатываются для использования в таких процессах, как добавление антител к нанотрубкам для создания сенсоров бактерий.

В аэрокосмической отрасли углеродные нанотрубки можно использовать для модификации крыльев самолетов. Нанотрубки используются в композитной форме для изгиба в ответ на приложение электрического напряжения.

В других процессах защиты окружающей среды также используются наноматериалы, в данном случае нанопроволоки. Разрабатываются приложения для использования нанопроволок — нанопроволок оксида цинка — в гибких солнечных элементах, а также для обработки загрязненной воды.

В косметической промышленности минеральные наночастицы, такие как оксид титана, используются в солнцезащитных кремах из-за плохой стабильности, которую обеспечивает обычная химическая УФ-защита в долгосрочной перспективе. Так же, как и объемный материал, наночастицы оксида титана способны обеспечить улучшенную защиту от ультрафиолета, а также обладают дополнительным преимуществом удаления косметически непривлекательного отбеливания, связанного с солнцезащитным кремом в их наноформе.

Спортивная индустрия производит бейсбольные биты, изготовленные из углеродных нанотрубок, что делает летучие мыши легче и, следовательно, улучшает их характеристики. Дальнейшее использование наноматериалов в этой отрасли можно определить при использовании противомикробных нанотехнологий в таких предметах, как полотенца и маты, используемые спортсменами, для предотвращения заболеваний, вызванных бактериями.

Наноматериалы также были разработаны для использования в вооруженных силах. Одним из примеров является использование наночастиц подвижного пигмента, используемых для создания лучшей формы камуфляжа путем введения частиц в материал солдатской формы. Кроме того, военные разработали сенсорные системы с использованием наноматериалов, таких как диоксид титана, которые могут обнаруживать биологические агенты.

Использование нанодиоксида титана также распространяется на использование в покрытиях для формирования самоочищающихся поверхностей, таких как пластиковые садовые стулья. На покрытии создается герметичная пленка воды, в которой растворяется любая грязь, после чего следующий душ удалит грязь и существенно очистит кресла.

Контроль размера, формы и материала наночастиц позволяет инженерам проектировать фотоэлектрические (PV) и солнечные тепловые продукты с индивидуальной скоростью поглощения солнечной энергии. Поглощение солнечной радиации значительно выше в материалах, состоящих из наночастиц, чем в тонких пленках сплошных листов материала.

Процесс Sol-Gel представляет собой метод получения твердого материала из наночастиц. Хотя это обычно рассматривается как относительно новая промышленная технология, она широко используется в ряде отраслей, таких как производство абразивного порошка, производство покрытий и оптических волокон.

Чем может помочь TWI?

TWI имеет долгую историю работы со своими членами над технологиями наночастиц. Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы узнать больше.

Источники

1. https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/z8m8pbk/revision/1
2. https://www.sciencedaily.com/terms/nanoarticle.htm
3. https://www.britannica.com/science/nanoparticle/Nanoparticle-applications-in-materials
4. https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Nanoparticles.aspx

Часто задаваемые вопросы по теме: Что такое наноматериал? — Определение, примеры и использование

Что такое наночастицы?

• Скачать PDF Копировать

Автор Dr. Ananya Mandal, MD Отзыв от April Cashin-Garbutt, MA (редактор)

Наночастица — это небольшой объект, который ведет себя как единое целое с точки зрения транспорта и свойств.

Размер наночастиц

Мелкие частицы имеют диаметр от 100 до 2500 нанометров, а сверхмелкие частицы имеют размер от 1 до 100 нанометров. Наночастицы могут проявлять или не проявлять свойства, связанные с размером, которые наблюдаются у мелких частиц. Несмотря на размер ультрамелких частиц, отдельные молекулы обычно не называют наночастицами.

Нанокластеры имеют по крайней мере один размер от 1 до 10 нанометров и узкое распределение по размерам. С другой стороны, нанопорошки представляют собой агломераты ультратонких частиц, наночастиц или нанокластеров. Кристаллы размером с наночастицы называются нанокристаллами.

Раскрашенная электронная микрофотография, показывающая цепочки наночастиц кобальта. Изображение предоставлено: Г. Ченг, А.Р. Hight Walker/NIST

Наночастицы

Исследования и использование наночастиц

Исследования наночастиц в настоящее время являются наиболее изученной отраслью науки с рядом применений наночастиц в различных областях. Частицы имеют широкий спектр потенциальных применений в биомедицинских, оптических и электронных областях.

История исследований наночастиц

История исследований наночастиц длинная, и использование этих частиц восходит к 9 веку в Месопотамии, когда ремесленники использовали их для создания блестящего эффекта на поверхности горшков.

Этот блеск или мерцание керамики Средневековья и Возрождения возникает благодаря металлической пленке, нанесенной на прозрачную поверхность глазури. Блеск все еще может быть виден, если пленка устойчива к атмосферному окислению и другим атмосферным воздействиям.

Блеск находится внутри самой пленки, содержащей наночастицы серебра и меди, однородно диспергированные в стеклообразной матрице керамической глазури. Ремесленники создали наночастицы, добавляя соли и оксиды меди и серебра вместе с уксусом, охрой и глиной на поверхность ранее покрытой глазурью керамики. Затем горшки помещали в печь и нагревали примерно до 600°С в восстановительной атмосфере. При нагревании глазурь размягчалась, в результате чего ионы меди и серебра мигрировали во внешние слои глазури.

Майкл Фарадей впервые описал в научных терминах оптические свойства металлов нанометрового размера в своей статье 1857 года.

Использование и преимущества наночастиц в медицине

Некоторые из применений наночастиц в биологии и медицине включают:

• Создание флуоресцентных биологических меток для важных биологических маркеров и молекул в исследованиях и диагностике заболеваний
• Системы доставки лекарств
• Системы доставки генов в генной терапии
• Для биологического обнаружения болезнетворных организмов и диагностики
• Обнаружение белков
• Выделение и очистка биологических молекул и клеток в исследованиях
• Исследование структуры ДНК
• Генетическая и тканевая инженерия
• Разрушение опухолей лекарствами или нагреванием
• В исследованиях МРТ
• В фармакокинетических исследованиях.

Наночастицы все чаще используются в системах доставки лекарств. К преимуществам использования наночастиц в качестве системы доставки лекарств относятся:

• Размером и характеристиками поверхности наночастиц можно легко управлять. Это может быть использовано как для пассивного, так и для активного воздействия на наркотики
.
• Наночастицы могут быть изготовлены для контроля и поддержания высвобождения препарата во время транспортировки, а также в месте высвобождения. Поскольку распределение и последующее выведение лекарственного средства из организма можно изменить, можно добиться повышения терапевтической эффективности лекарственного средства и уменьшения побочных эффектов.
• Выбор подходящей матрицы также помогает повысить эффективность и уменьшить побочные эффекты
• Могут быть разработаны таргетные препараты
• Могут использоваться различные пути введения, включая пероральный, назальный, инъекционный, внутриглазной (в глаза) и т. д.

Источники

1. http://www.ajol.info/index.php/tjpr/article/viewfile/14634/2739
2. http://www.jnanobiotechnology.com/content/pdf/1477-3155-2-3.pdf
3. http://www.understandingnano.com/nanoarticles.html
4. http://beam.acclab.helsinki.fi/~knordlun/nanotiede/nanosc2nc.pdf
5. http://www.irsst.qc.ca/media/documents/PubIRSST/R-656.pdf
6. http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0801/0801.3280.pdf

 

Последнее обновление: 26 февраля 2019 г.

• Скачать PDF Копировать

Используйте один из следующих форматов для ссылки на эту статью в своем эссе, статье или отчете:

• APA

  Мандал, Ананья. (2019, 26 февраля). Что такое наночастицы? Новости-Мед. Получено 30 октября 2022 г. с https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Nanoparticles.aspx.

• MLA

  Мандал, Ананья.