1 Лекция Слайд 1 Введение в физику и

1 Лекция Слайд 1 Введение в физику и технологию наноструктур. Проблемы техники безопасности при работе с наноструктурами Национальный исследовательский ядерный университет «Московский инженерно-физический институт» Антоненко Сергей Васильевич – доцент кафедры «Компьютерное моделирование и физика наноструктур и сверхпроводников» .

Лекция Слайд 2 Основная 1. Антоненко С. В. Технология тонких пленок: Учебное пособие. М. : МИФИ, 2008. – 104 с. 2. Антоненко С. В. Технология наноструктур: Учебное пособие. М. : МИФИ, 2008. – 116 с. Дополнительная 1. Физическая энциклопедия. В 5 томах. – М. : Большая Российская энциклопедия, 1988 – 1998 гг. 2. Технология тонких пленок: Справочник в двух томах/ Под ред. Майссела Л. , Глэнга Р. – М. : Сов. радио, 1977. – 664 с. и 770 с. 3. Алферов Ж. И. //ФТП. 1998. Т. 32. № 1 С. 3 – 18. 4. Харрис П. Углеродные нанотрубы и родственные структуры. – М. : Техносфера, 2003. – 336 с. 5. Елецкий А. В. / УФН. 1997. Т. 167. С. 945 – 972. 2000. Т. 170. С. 113 – 142. 6. Губин С. П. Химия кластеров. Основы классификации и строение. — М. : Наука, 1987. — 263 с. 7. Мартинес Дуарт Дж. М. , Мартин Палма Р. Дж. , Агулло Руеда Ф. Нанотехнология для микро и оптоэлектроники. – М. : Техносфера, 2007. – 368 с. 8. Менушенков А. П. , Неволин В. Н. . Лазерная технология. Часть I. – М. : МИФИ, 1992. – 160 с. 9. Черноплеков Н. А. //УФН. 2002. Т. 172. № 6. С. 716 – 722.

Лекция Слайд 3 Материалы Наноматериалы – материалы, размеры структурных элементов которых не превышают 100 нм и при описании которых нужно учитывать квантово-размерные эффекты. Наноструктура – упорядоченный конденсированный объект нанометровых размеров, при описании свойств которого нужно учитывать законы квантовой механики. Наноструктурированный материал может представлять собой матрицу основного материала с включенными наноструктурами или обладать дополнительным упорядочением структурных элементов с нанометровыми размерами.

Лекция Слайд 4 КЛАССИФИКАЦИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ ПО ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ МЕТАЛЛЫ: ρ = 10 6 – 10 4 Ом ∙ см ПОЛУПРОВОДНИКИ: ρ = 10 3 – 1010 Ом ∙ см НАНОМАТЕРИАЛЫ ДИЭЛЕКТРИКИ: ρ = 108 – 1017 Ом ∙ см СВЕРХПРОВОДНИКИ : ρ = 0 , ниже критической температуры перехода в сверхпроводящее состояние (Tc), где ρ – удельное электросопротивление

Лекция Слайд 5 Размерность наноматериалов ОБЪЕМНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ НАНОКРИСТАЛЛЫ, НАНОКОМПОЗИТЫ, НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДВУМЕРНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ ПЛЕНКИ, СЛОИСТЫЕ И ЛЕНТОЧНЫЕ КРИСТАЛЛЫ, КВАЗИДВУМЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ОДНОМЕРНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ НАНОВИСКЕРЫ, НАНОПРОВОЛОКИ, НАНОНИТИ, НАНОТРУБКИ, КВАЗИОДНОМЕРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ НУЛЬМЕРНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ ОСТРОВКОВЫЕ ПЛЕНКИ, КЛАСТЕРЫ, ОНИОНЫ, ФУЛЛЕРЕНЫ, ЭНДОЭДРАЛЫ, КЛАТРАТЫ

Лекция Слайд 6 По однородности строения наноматериалы могут быть ГОМОГЕННЫМИ (однофазными: однокомпонентными или многокомпонентными) или ГЕТЕРОГЕННЫМИ (многофазными, пористыми, дисперсными и т. п. ). ПРАВИЛО ГИББСА: число фаз R в многокомпонентной многофазной равновесной системе не превосходит числа независимых компонентов N более чем на два: R ≤ N + 2 Если материалы гетерогенны, то они состоят как минимум из двух фаз. Очень часто одна из них является сплошной (матрица) и называется ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДОЙ, а вторая фаза раздроблена на включения размером менее 100 нм (для наноматериалов) и распределена в первой фазе и называется ДИСПЕРСИОННОЙ ФАЗОЙ. Общая классификация дисперсных систем представлена на слайде 7 в таблице 1 и основана на различии в агрегатных состояниях дисперсионной фазы и дисперсионной среды (Т – твердое тело, Ж – жидкость, Г – газ). К смешанным твердотельным гетерогенным наноматериалам можно отнести композитные, керамические, гранулированные, порошковые, дисперсионные вещества.

Лекция Слайд 7 Таблица 1. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию фаз, с примерами Дисперсионная фаза среда Газообразное (Г) Агрегатное состояние фаз Твердое (Т) Жидкое (Ж) Твердое (Т) Т/Т: твердые гетерогенные системы, твердые золи, композиты Ж/Т: апиллярные Г/Т: пористые к системы тела, адсорбенты, пены Жидкое (Ж) Т/Ж: суспензии, золи, взвеси, лиозоли, пасты, нанодисперсные порошки в жидкости Ж/Ж: эмульсии, кремы Газообразное (Г) Т/Г: аэрозоли, пыли, дымы, порошки Ж/Г: аэрозоли, туманы Г/Ж: газовые эмульсии и пены

Лекция Слайд 8 НАНОМАТЕРИАЛЫ часто рассматривают в качестве составной части функциональных материалов. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ могут быть определены как материалы, свойства которых организуют или конструируют таким образом, чтобы они могли удовлетворить конкретному назначению (исполняемой функции) контролируемым способом. Функциональные материалы обладают физическими и химическими свойствами, которые или стабильны, или, наоборот, модифицируются при изменении внешних условий или параметров окружающей среды, причем задание или изменение этих свойств должны быть предсказываемыми и управляемыми. Изменения условий или параметров могут включать изменения температуры, давления, электрических и магнитных полей, длин волн видимого света, типа молекул абсорбированного газа, кислотности среды и т. д. Функциональные материалы могут быть как заново сконструированными, так и представлять собой некоторую модификацию или комбинацию уже существующих материалов.

Лекция Слайд 9 ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ СИНТЕЗ ПЛЕНОК: термическими, магнетронными, лазерными, электронно лучевыми, ионными, плазменными методами и т. д. ФОРМИРОВАНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ: методами механического измельчения, распыления, конденсации из паровой фазы в вакууме или при пониженном давлении инертного газа, электрического диспергирования с образованием коллоидов при электрическом разряде в жидкости, восстановления или осаждения и т. п. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТОВ И КЕРАМИКИ. ПОЛУЧЕНИЕ НАНОСТРУКТУР, НАНОТРУБОК, НАНОВОЛОКОН. ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА СВЕРХПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ: осаждение пленок сверхпроводников, приготовление сверхпроводников 1 поколения по технологии «порошок в трубе» , формирования ВТСП проводников 2 поколения.

Лекция Слайд 10 ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКА: наноструктурные контактные микропровода, нанокомпозиты, суперконденсаторы. провода, НАНОМАТЕРИАЛЫ В ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ КОМПЛЕКСЕ: топливные элементы с углеродными нанотрубками, нанодобавки в топливо, смазочные изделия; нанофильтры и мембраны. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ В АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ: радиационно стойкие наноструктурированные материалы, наножидкость на основе углеродных нанотрубок в качестве теплоносителя, фильтроэлементы из многослойной керамики, сорбционные материалы. ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ: наноматериалы для хранения водорода на основе углеродных нанотрубок и графена, топливные элементы для электрохимического генератора тока, солнечные батареи.

Лекция Слайд 11 НАНОЭНЕРГЕТИКА Основные направления развития наноэнергетики. Моделирование процессов переноса заряда, энергии и вещества в наноструктурированных системах. Изучение процессов энергонакопления и энергопереноса в неорганических материалах с нанослоевой и кластерной структурой. Фотопреобразователи на основе пленочных и кластерных композиций. Наноэлектрохимия. Микромеханические источники энергии и движения. Механизмы переноса энергии в биоструктурах. Системы сопряженных ионно водородных связей. Биоэнергетика. Фоторецепция. Биофоторецепция. Фотосинтезирующие мембраны. Механизмы фотосинтеза. Транспортные процессы в биосистемах. Классификация транспортных АТФ аз и механизмы их работы. Механо химические процессы переноса вещества на клеточном и тканевом уровнях. Биотехнические системы рекуперации энергии и движения. НЭМС. В настоящее время наиболее перспективными для электронной аппаратуры являются микромощные картриджные водородно воздушные источники тока, совместимые с кремниевыми микрочипами. Это касается, прежде всего, военной и космической техники, медицины и биологии, транспортной и промышленной электроники, мобильных устройств.

Лекция Слайд 12 Общие сведения о воздействии наноматериалов и наночастиц на биологические объекты 1 Наночастицы и наноматериалы обладают таким комплексом физических, химических свойств и биологическим действием, которые часто радикально отличаются от свойств этого же вещества в форме сплошных фаз или макроскопических дисперсий. Эта специфика наноматериалов определяется известными законами квантовой физики. В наноразмерном состоянии можно выделить следующие физико химические особенности поведения веществ: увеличение химического потенциала веществ на межфазной границе высокой кривизны. Для макрочастиц (размерами порядка микрона и более) данный эффект незначителен (не более долей процента). Большая кривизна поверхности наночастиц и изменение топологии связи атомов на поверхности приводит к изменению их химических потенциалов. Вследствие этого существенно изменяется растворимость, реакционная и каталитическая способность наночастиц и их компонентов; большая удельная поверхность наноматериалов. Очень высокая удельная поверхность (в расчете на единицу массы) наноматериалов увеличивает их адсорбционную емкость, химическую реакционную способность и каталитические свойства. Это может приводить, в частности, к увеличению продукции свободных радикалов и активных форм кислорода, и далее к повреждению биологических структур (липиды, белки, нуклеиновые кислоты, в частности, ДНК);

Лекция Слайд 13 Общие сведения о воздействии наноматериалов и наночастиц на биологические объекты 2 небольшие размеры и разнообразие форм наночастиц. Наночастицы, вследствие своих небольших размеров, могут связываться с нуклеиновыми кислотами (вызывая, в частности, образование т. н. аддуктов ДНК прочных связей между участками молекулы ДНК), белками, встраиваться в мембраны, проникать в клеточные органеллы и, тем самым, изменять функции биоструктур. Следует обратить внимание на то, что наночастицы могут не вызывать иммунный ответ. Процессы переноса наночастиц в окружающей среде с воздушными и водными потоками, их накопление в почве, донных отложениях могут также значительно отличаться от поведения частиц веществ более крупного размера; высокая адсорбционная активность. Из за своей высокоразвитой поверхности наночастицы обладают свойствами высокоэффективных адсорбентов, то есть, способны поглощать на единицу своей массы во много раз больше адсорбируемых веществ, чем макроскопические дисперсии. Возможна, в частности, адсорбция на наночастицах различных контаминантов и облегчение их транспорта внутрь клетки, что резко увеличивает токсичность последних. Многие наноматериалы обладают гидрофобными свойствами или являются электрически заряженными, что усиливает как процессы адсорбции на них различных токсикантов, так и их способность проникать в организм; высокая способность к аккумуляции. Возможно, что из за малого размера наночастицы могут не распознаваться защитными системами организма, не подвергаются биотрансформации и не выводятся из организма. Это ведет к накоплению наноматериалов в растительных, животных организмах, а также микроорганизмах, передаче по пищевой цепи, что, тем самым, увеличивает их поступление в организм человека.

Лекция Слайд 14 Общие сведения о воздействии наноматериалов и наночастиц на биологические объекты 3 Совокупность изложенных факторов свидетельствует о том, что наноматериалы могут обладать совершенно иными физико химическими свойствами и биологическим (в том числе токсическим) действием, чем вещества в обычном физико химическом состоянии, в связи с чем, они относятся к новым видам материалов и продукции, характеристика потенциального риска которых для здоровья человека и состояния среды обитания во всех случаях является обязательной. Несмотря на то, что наноматериалы в мире уже используются более десяти лет, ни один вид наноматериалов не был изучен в полном объеме на безопасность ни в одной из стран мира. Фактически, во всем мире проводилось незначительное количество таких исследований, которые не позволяют точно оценить потенциальные риски использования наноматериалов. Кроме того, требуется разработка высокочувствительных и адекватных методов определения наноматериалов в объектах окружающей среды, пищевых продуктах и биосредах. В настоящее время в мире разрабатываются методы определения наноматериалов, основанные на использовании масс спектрометрии матрично активированной лазерной десорбции/ионизации, электрических и белковых биосенсеров, радиоактивных, стабильноизотопных и спиновых меток, электронной микроскопии, атомно силовой микроскопии, рентгеновской эмиссионной спектрометрии, квазиупругого лазерного светорассеяния, высокоэффективной обращеннофазовой жидкостной хроматографии, аналитического центрифугирования.

Лекция Слайд 15 Общие сведения о воздействии наноматериалов и наночастиц на биологические объекты 4 Наноматериалы обладают: нейротоксичностью, том числе, за счет прохождения через гематоэнцефалический барьер, вызывая окислительный стресс в клетках мозга; кардиотоксичностью и гепатотоксичностью наноматериалов также определяется развитием окислительного стресса и воспалительной реакции, что приводит к некрозу клеток; усиливающим ответом на действие аллергенов. В отношении влияния наноматериалов на генотоксичность, гормональный и иммунный статус, тератогенность, эмбриотоксичность, мутагенность, канцерогенность достоверные данные в литературе отсутствуют. Наряду с возможными токсическими свойствами, в литературе рассматриваются возможности применения наноматериалов, в качестве, в частности, селективных переносчиков лекарств к органам и тканям. Возрастает также число разработок по использованию некоторых жирорастворимых витаминов, макро и микроэлементов, биологически активных веществ в виде наночастиц или в комплексе с инертными наноматериалами – носителями с целью обогащения как продуктов массового потребления, так и специализированных продуктов питания для профилактики алиментарно зависимых состояний у населения. Однако эффективность использования в питании человека продуктов, содержащих наночастицы пищевых веществ, в настоящее время практически не изучена. Это обусловливает необходимость оценки биодоступности и усвояемости компонентов пищевых продуктов, получаемых нанотехнологическим путем.

Лекция Слайд 16 Исследования по безопасности работ с наноматериалами в США 1 С внедрением новых нанотехнологий все большее число человек в ходе своей деятельности сталкивается с производством и использованием наночастиц. Соответственно, растет и необходимость оценок характера воздействия таких частиц на организм человека и их безопасного применения. Так, практика применения в США наноматериалов на производстве, в том числе и в энергетике привела к необходимости создания Национального института профессиональной безопасности и здоровья США (NIOSH), который по действующему законодательству обязан проводить исследования и выпускать руководства по технике безопасности на рабочих местах. Совместно со своими партнерами из других правительственных и неправительственных организаций, академией наук, NIOSH проводит исследования и разрабатывает руководства по безопасности для работ с наноматериалами. Соответствующее подразделение NIOSH (Нанотехнологический исследовательский центр NTRC) , созданное в 2004 году с целью координации нанотехнологических исследований и выработки рекомендаций по безопасной работе с наноматериалами уже внесло целый ряд предложений по оценке возможного риска применения наноматериалов и мерам по его снижению. Как свидетельствует практика работ в этом направлении в США NTRC получил следующие результаты: По определению потенциальной опасности наночастиц и других наноматериалов для работающего с ними персонала, NTRC проводила токсикологические исследования по оценке свойств наночастиц, которые могут представлять потенциальную опасность здоровью людей.

Лекция Слайд 17 Исследования по безопасности работ с наноматериалами в США 2 Этот исследовательский проект включал в себя оценки характеристик наночастиц, используемых на рабочих местах, при этом особое внимание уделялось токсичности углеродных наночастиц. Предварительные результаты работ NTRC на мышах показали, что некоторые виды нанотрубок при попадании их в легкие могут вскоре вызывать фиброзные явления даже в сравнительно малых концентрациях. Ученые NTRC в настоящее время исследуют вероятность того, что наночастицы могут быть захвачены из легких током крови и разноситься по важным органам и тканям организма. Также исследуются возможные кожные эффекты воздействия наночастиц. Кроме того, ученые NTRC в 2006 году разработали установку для получения аэрозолей из наночастиц и начали проводить исследования респираторных воздействий на животных моделях. Эти работы позволят ученым определять, какую опасность здоровью людей могут представлять инженерные наноматериалы при контакте с ними на рабочем месте. В настоящее время по данным работам существуют только предварительные результаты, поэтому для того, чтобы говорить о реальном риске воздействия наноматериалов на здоровье людей требуется проведение дополнительных исследований. Исследователи NTRC проводят также сбор данных по дозо зависимым оценкам и разрабатывают методы количественной оценки риска воздействия наночастиц на основе диоксида титана, и надеются, что эта система может быть принята за основу в качестве базовой модели оценки риска и для других типов наночастиц. Для сбора информации о воздействии наночастиц и разработки практических методов контроля руководство NTRC сформировало специальную группу, которая будет проводить замеры непосредственно на рабочих местах.

Лекция Слайд 18 Исследования по безопасности работ с наноматериалами в США 3 NTRC подготовил Руководство для наемных служащих и их нанимателей, занимающихся нанотехнологиями. В качестве такого руководства выступает документ, озаглавленный как «Подход к безопасным нанотехнологиям. Информационный обмен с NIOSH» . Этот документ был размещен на веб сайте NIOSH в 2005 году, а в августе 2006 г. он был существенно дополнен. Документ включает в себя следующие положения: так как в настоящее время еще не накоплено достаточно информации о воздействии, которое могут оказать на здоровье человека наночастицы в процессе их производства и использования, для минимизации риска для персонала, занятого в нанотехнологиях, следует предпринимать временные меры предосторожности. при проведении большинства процессов и выполнении рабочих задач необходимо осуществлять постоянный контроль над содержанием в воздухе наноаэрозолей, используя при этом инженерные технологии (такие как вытяжная вентиляция, изолирование рабочих процессов), которые используются при работе с частицами, образующих аэрозоли. осуществление программы управления рисками на рабочих местах, там, где люди контактируют с наноматериалами, поможет существенно снизить потенциально опасное воздействие наноаэрозолей на организм рабочих. В такие программы должны быть включены элементы инженерного контроля и процедуры для поддержания чистоты рабочих помещений. Системы инженерного контроля, такие как изоляция источника загрязнений (т. е. изоляция источника от рабочего персонала) и местная вытяжная вентиляция должны обеспечивать эффективное удаление наночастиц из воздуха помещений.

Лекция Слайд 19 Исследования по безопасности работ с наноматериалами в США 4 Текущая практика показывает, что хорошо организованная вытяжная вентиляционная система, оснащенная высокоэффективными фильтрами (типа НЕРА), должна довольно эффективно удалять наночастицы из воздуха. Использование протокола поддержания особой чистоты помещений (создание особых зон перемещения продукции, использование влажной чистки, очистка загрязненных поверхностей), в сочетании с обучением и подготовкой персонала, а также при необходимости использование индивидуальных средств защиты снижают потенциальную опасность контактов с наноматериалами. в тех случаях, когда административно инженерные усилия по предотвращению контакта оказываются недостаточными, необходимо пользоваться респираторами. В настоящее время не существует специальных норм по опасным концентрациям наночастиц в воздухе, отличных от таковых для более крупных частиц материалов той же химической природы. Предварительные данные показывают, что фильтры современных респираторов задерживают частицы размерами до 2. 5 нм в диаметре. Хотя эти данные еще требуют дополнительной проверки, уже сейчас можно сказать, что сертифицированные NIOSH респираторы могут быть эффективны в защите персонала от наночастиц в воздухе. повышению общего уровня профессиональной безопасности путем проведения совместных национальных и международных исследований по данной тематике NTRC организовал несколько национальных и международных инициатив по изучению вопросов охраны труда и здоровья людей, занятых в нанотехнологиях. NTRC член Национальной нанотехнологической инициативы (ННИ) и участвует в деятельности Рабочей группы по вопросам влияния нанотехнологий на здоровье людей и окружающую среду (NEHI).

Лекция Слайд 20 Исследования по безопасности работ с наноматериалами в США 5 Работая как в рамках самой NTRC, так и в сотрудничестве со сторонними партнерами, рабочая группа по использованию прикладных разработок NEHI добилась таких успехов: Разработана методология определения новых технологий, которые могут представлять опасность для жизни и здоровья работающего с ними персонала. Разработаны прототипы сенсоров, которые могут регистрировать органические пары, и могут быть встроены в картриджи респираторов. Разработаны неразрушающие методы био мониторинга, позволяющие оценивать концентрации фосфорорганических инсектицидов. Разработаны сверхчувствительные, дешевы, низкотемпературные, миниатюрные сенсоры, которые можно помещать непосредственно в респираторы, и которые будут предупреждать о проникновении токсических органических паров внутрь через систему фильтров респиратора. Спроектированы, разработаны и продемонстрированы улучшенные сенсорные технологии, предназначенные для обнаружения сульфида водорода. Для исключения любого негатив ного воздействия необходимо определить и установить нормы и методы управления окружающей средой применительно к наноматериалам. Традиционные технологии, обеспечивающие контроль над промышлен ной пылью, могут оказаться вполне достаточными для предотвращения выделения наночастиц в окружаю щую среду. Однако для предотвращения выбросов аноматериалов в результате н производственных процессов потребуется проведение дополнительных испытаний для верификации допускаемых приемов управления.

Лекция Слайд 21 Российская практика организации и проведения исследований по безопасности работ с наноматериалами В России, где в настоящее время интенсивно развертывается национальная программа по нанотехнологиям, вопросы безопасности при работе с наноматериалами также как и зарубежных странах, стали серьезно рассматриваться. Исследования по проблеме нанобезопасности проводятся в России с конца 2006 года по инициативе Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (далее Роспотребнадзор). При этом исходным положением является то, что наноматериалы во всех случаях должны быть отнесены к новым видам материалов и продукции, характеристика потенциального риска которых для здоровья человека и состояния среды обитания является обязательной в соответствии с федеральными законами « О санитарно эпидемиологическом благополучии населения» (№ 52 ФЗ) и «О качестве и безопасности пищевых продуктов» (№ 29 ФЗ). 31 октября 2007 г. в нашей стране была утверждена Концепция токсикологических исследований, методологии оценки риска, методов идентификации и количественного определения наноматериалов, разработанная по заданию Роспотребнадзором совместно с ведущими научными центрами РАН, РАМН и РАСХН. В Концепции дана характеристика новых свойств и поведения наноматериалов в окружающей среде и биологических объектах; рассмотрены особенности оценки риска производства и использования наноматериалов; представлен анализ сведений о безопасности производства и использования наноматериалов и определен порядок организации надзора и проведения токсикологических исследований наноматериалов

Лекция Слайд 22 Обобщенная схема доказанных и возможных путей поступления наноматериалов в организм человека, их распределения и выведения из организма в России функционирует достаточно разветвленная и многочисленная сеть испытательных и аналитических лабораторий, осуществляющих разностороннюю деятельность по обеспечению безопасности современной продукции, потребляемой в стране.

Лекция Слайд 23 Обобщенная схема путей поступления, распределения и выведения наноматериалов в организме человека Таким образом, можно утверждать, что проблемы, связанные с безопасностью нанотехнологий и нанопродукцией, в настоящее время обозначены достаточно отчетливо. Как в целом сами нанотехнологии, решение этих проблем находится лишь на начальном этапе. Однако, анализ имеющейся информации указывает на то, что работы по стандартизации, метрологическому обеспечению и оценке соответствия нанотехнологий уже начаты и, по мере развития нанотехнологий, эти работы будут расширяться.

Лекция Слайд 24 Анализ научного и организационного опыта изучения проблемы нанобезопасности По состоянию на ноябрь 2008 года только в одном международном реестре наноматериалов зарегистрировано в общей сложности 2086 объектов, причем за последний год рост их числа составил приблизительно 61%. Очевидно, что это количество наноматериалов будет возрастать в ближайшем будущем быстрыми темпами. Для подавляющего их числа токсиколого гигиеническая характеристика либо вообще отсутствует, либо представлена ограниченным числом тестов, методология и результаты которых часто взаимно несопоставимы. Все это указывает на невозможность охарактеризовать в ближайшее время безопасность всех практически важных наноматериалов, поскольку для этого потребовалось бы привлечение неприемлемо огромных трудозатрат и материальных ресурсов. Выход из положения состоит в разработке научно обоснованных критериев, позволяющих на основе уже имеющейся фрагментарной научной информации прогнозировать потенциальную опасность наноматериалов для здоровья человека. Если для объектов с низкой степенью опасности целесообразно проведение только отдельных, критически важных тестовых исследований, то для наночастиц, характеризуемых высокой степенью опасности, токсиколого гигиеническая характеристика должна осуществляться по возможности в полном объеме.

Лекция Слайд 25 План исследований для завершения выработки критериев общей нанобезопасности мероприятия по ликвидации информационного отставания от ведущих научных центров мира в области обеспечения безопасности наноматериалов и нанопродукции; создание специальных лабораторий, оснащение их современной техникой и закрепление молодых научных кадров; экспериментальное изучение биологических эффектов действия наночастиц на биообъекты и оценка риска для здоровья человека; изучение технологических процессов получения нанопродуктов и возможного их воздействия на здоровье персонала нанопроизводств, а также создание эпидемиологического регистра работников нанопроизводств и исследовательских экспериментальных лабораторий; разработку технических регламентов для нанопроизводств, а также критериев и стандартов безопасности изделий с использованием наноматериалов, которые на начальном этапе могут носить и временный характер. Разрешение этих важных проблем позволит перейти в дальнейшем к формированию целостной системы обеспечения безопасности нанотехнологий и наноматериалов для здоровья человека в государственных масштабах. Эта система должна включать разработку гигиенических нормативов, определяющих безопасные уровни приоритетных видов наноматериалов в воздухе рабочей зоны, населенных пунктов и жилых помещений, питьевой воде, продуктах питания и других объектов внешней среды.