Maaliskuussa 2008 yli sata tiedemiestä eri puolilta maailmaa tapasi Sveitsissä "nanoECO"-konferenssissa keskustelemaan syntetisoitujen nanohiukkasten ympäristövaikutuksista. Vaikka nanoekotoksikologia on nuori tutkimusala, mielenkiintoisia ja tärkeitä tuloksia on esitetty. Tietenkin painopiste oli ratkaisemattomissa ongelmissa: miten ja missä määrin nanohiukkasia "nanotuotteista" pääsee ympäristöön; mikä on esimerkiksi jokien, maaperän saastuminen; mitä analyyttisiä menetelmiä voidaan käyttää tehokkaasti?

Kysymys tutkimusmenetelmien soveltuvuudesta on erittäin tärkeä. H. Krug korosti raportissaan, että myös kokeissa käytetyt reagenssit voivat vaikuttaa tietoihin hiilinanoputkien (CNT) myrkyllisyydestä ja niissä olevista metalliepäpuhtauksista (tunnustettu vaikutus). in vitro! Tässä tapauksessa johtopäätökset nanoputkien vaaroista voivat osoittautua vääriksi. Siksi myrkyllisyyttä arvioitaessa on erittäin tärkeää karakterisoida oikein nanomateriaalien lisäksi myös tutkimuksissa käytetyt analyyttiset menetelmät.

"Vihreä" kemia, "vihreä" energia... Nämä termit ilmestyivät viime vuosisadan lopulla ja niistä tuli heti erittäin suosittuja. Viime vuosina kiinnostus resursseja säästävään ympäristöystävälliseen vihreään teknologiaan on lisääntynyt valtavasti, ja investoinnit vihreän teknologian yrityksiin lisääntyvät jatkuvasti. "Vihreä nanoteknologia" on omistettu B.Karnin raportille. Vihreä nanoteknologia, kuten kirjoittaja selittää, on tapa luoda ja käyttää nanomateriaaleja ja nanotuotteita vahingoittamatta ympäristöä ja ihmisten terveyttä. Siten toisaalta vihreällä nanoteknologialla tarkoitetaan nanomateriaalien ja -tuotteiden tuotantoa vihreän kemian ja vihreiden teknologioiden periaatteita käyttäen (mikä parantaa ympäristöä epäsuorasti) ja toisaalta nanotuotteiden luomista, jotka ovat suoraan mukana ratkaisemisessa. aiemmat, nykyiset ja tulevat ongelmat, jotka liittyvät luonnon ja ihmisten terveyden suojeluun (esim. jäteveden tai juomaveden käsittelyyn käytettävät sorbentit, uudet katalyytit, energiajärjestelmät).

Sveitsiläisten tutkijoiden B.Nowackin ja N.Muellerin raportissa esitetyt kolmen yleisimmän nanohiukkastyypin (nano-Ag, nano-TiO 2 ja CNT) kulkeutumisen tietokonesimuloinnin tulokset osoittautuivat niin mielenkiintoisiksi. että ne julkaistiin kokonaan "Environmental Science & Technology" -lehdessä ja kommentoitiin Nature Nanotechnologyn kesäkuun numerossa. Tarkastellaanpa niitä tarkemmin.

Ag- ja TiO 2 -nanohiukkaset ovat yleisimmin käytettyjä kuluttajatuotteissa. Nanohopealla uskotaan olevan antimikrobisia, sieniä torjuvia ja muita hyödyllisiä ominaisuuksia, ja nano-TiO 2:ta tuotetaan suuria määriä käytettäväksi itsepuhdistuvissa, antifouling-, antimikrobisissa pinnoitteissa ja maaleissa sekä kosmetiikassa UV-absorboijana (vain Australiassa on enemmän 300 rekisteröityä aurinkosuojatuotetta, jotka sisältävät TiO 2 -nanohiukkasia). Kolmatta tutkittua nanomateriaalia - hiilinanoputkia - ei tarvitse esitellä tavallisille lukijoillemme.

Mallissa käytettiin seuraavia syöttötietoja: arvioita globaalista tuotannosta, nanohiukkasten pitoisuudet eri tuotteissa, nanohiukkasmäärät tuotteista ja virtausparametrit ympäristöön (jätteenpolttolaitoksista, kaatopaikoista ja/tai jätevedenpuhdistamoista) ja alueiden välillä (ilma, maaperä, vesi). Nanohiukkasia sisältävien tuotteiden koko käyttökierto otetaan huomioon tuotannosta hävittämiseen. Tämän tyyppistä mallia käytetään yleisesti määritettäessä altistumista kemiallisille tuotteille.

Kirjoittajat tekivät riskiarvioinnin kolmelle ympäristöalueelle - vesi (joet ja järvet), ilma, maaperä Sveitsissä (kuva 1). Kaksi skenaariota harkittiin - realistinen ( RE - realistinen) saatavilla olevan tiedon perusteella ja pahin ( HE - korkea altistuminen) perustuen arvioihin, jotka viittaavat korkeampiin pitoisuuksiin. Tuloksia verrattiin arvoihin, jotka toksikologisten tutkimusten mukaan eivät aiheuta haittavaikutuksia ( PNEC - ennustettu vaikutukseton pitoisuus). Riski ilmaistiin ennustetun ympäristöpitoisuuden PEC ( PEC - ennustetut ympäristöpitoisuudet) PNEC:iin. Materiaalit, joiden suhde on pienempi kuin yksi, katsotaan turvallisiksi.

Kuva 1. Nanomateriaalien mahdollinen jakautuminen ympäristöön (ilma; maaperä, kasvillisuus; kasvillisuuden peittämä maa; vesi; sedimentit)

Valitettavasti ei ole mahdollista löytää luetteloa kaikista nanopartikkeleita sisältävistä tuotteista. Monet valmistajat eivät ilmoita saatavuudestaan. On todennäköistä, että tilanne tulee lähivuosina muuttumaan parempaan suuntaan, mutta toistaiseksi tekijät käyttivät analyysiin parametreja, joista osa on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1. Nanohiukkasten kuljetuksen simulaatiossa käytetyt parametrit Sveitsissä

Nanohiukkaset	Tuotekategoria	% kokonaismäärästä	Valintamenetelmä	%	Valinta-alue
Nano-Ag	tekstiili	10	kuluminen käytössä pesu hankaus hävittäminen hajoaminen	5	ilmaa Viemärien puhdistus jätteiden poltto elävä järjestelmä elävä järjestelmä elävä järjestelmä
	kosmetiikka	25	käyttö hävittäminen	95	Viemärien puhdistus jätteiden poltto
	aerosolit siivoojat	15	käyttö hävittäminen hankausta	95	ilma, jätevesi, maaperä jätteiden poltto Viemärien puhdistus
	metallituotteet	5	hävittäminen hajoaminen hankausta	47,5	elävä järjestelmä jätteiden poltto elävä järjestelmä Viemärien puhdistus
	muovit	10	hävittäminen hajoaminen	50	jätteiden poltto elävä järjestelmä maaperä, jätevesi
			hajoaminen hävittäminen	45	elävä järjestelmä hävityspaikka
nano-TiO 2	muovit	2	hankausta hävittäminen	5	ilma, jätevesi jätteiden poltto
	kosmetiikka	60	käyttö hävittäminen	95	jätevesi, vesi jätteiden poltto
	pinnoitteet	2	käyttö hävittäminen	95	jätevesi, ilma jätteiden poltto
	metallit	1	hankausta hävittäminen	5	jätevesi elävä järjestelmä jätteiden poltto
	varastointi/ energian tuotanto	10	hävittäminen	25	jätteiden poltto elävä järjestelmä
		25	hävittäminen	50	jätevesi, maaperä hävityspaikka
UNT	muovit, Urheilu Laitteet	50	hankausta hävittäminen	5	ilmaa jätteiden poltto
	elektroniikka, akut	50	kierrätys hävittäminen	40	elävä järjestelmä jätteiden poltto hävityspaikka
			viedä	50	elävä järjestelmä

Taulukko 2 kahdelle skenaariolle (RE ja HE) saadut PEC-arvot näytetään.

Taulukko 3

	Riskinarviointi (PEC/PNEC) ympäristössä
	Nano-Ag		Nano - TiO 2		UNT
	RE	HÄN	RE	HÄN	RE	HÄN
ilmaa	n/a	n/a	0,0015	0,004	1,5x10-5	2,3x10 -3
Vesi	0,0008	0,002	>0,7	>16	0,005	0,008
Maaperä	mutta	mutta	mutta	mutta	mutta	mutta

mutta– ei määritetty ekotoksikologisten tietojen puutteen vuoksi

Kuten taulukosta voidaan nähdä. 2, CNT:iden PEC-arvot ovat alhaisimmat (vaikka tilanne voi tietysti muuttua tulevaisuudessa tuotannon lisääntyessä). Ilmapitoisuus on alhainen kaikille kolmelle nanohiukkastyypille. Nanohopea- ja nanotitaanioksidihiukkasia esiintyy pääasiassa vedessä ja maaperässä, kun taas nano-Ag:n pitoisuus on 20–200 kertaa pienempi kuin nano-TiO 2:n. CNT:t eivät käytännössä pääse veteen.

Saatujen PEC-arvojen perusteella on nyt mahdollista määrittää, mitkä nanohiukkaset aiheuttavat suurimman riskin ja missä (taulukko 3).

Simulaatiotulokset osoittavat, että tällä hetkellä CNT:t eivät aiheuta riskiä ympäristölle. Suurin osa nanoputkia sisältävistä tuotteista joko kierrätetään tai päätyy jätteenpolttolaitoksiin, joissa CNT:t palavat lähes kokonaan hapen läsnä ollessa (lämpötila laitoksissa noin 850 o C). Mutta PEC/PNEC-suhde nano-TiO 2:lle vedessä lähestyy yhtä tai jopa useampaa, mikä osoittaa merkittävän riskin.

Nämä ovat tietysti alustavia tuloksia. Esimerkiksi nanohiukkasten transformaatiota, hajoamista ja bioakkumulaatiota ei harkita tietoisesti, vaikka näillä prosesseilla voi olla tärkeä rooli. Tuotantolaitosten päästöjä ei oteta huomioon. Tulokset antavat kuitenkin riskiarvion ja voivat toimia lähtökohtana jatkotutkimuksille, jotka muun muassa heijastavat täydellisemmin nanohiukkasten erityisominaisuuksia.

• 1.nanoECO. Nanohiukkaset ympäristössä. Vaikutukset ja sovellukset 2.–7. maaliskuuta 2008 Centro Stefano Franscini Monte Verità Ascona, Sveitsi
• 2.H.F. Krug et al., nanoECO Book of Abstracts 2.–7. maaliskuuta 2008, s. 53
• 3. B. Karn. nanoECO Book of Abstracts 2.–7. maaliskuuta 2008, s. 77
• 4. N. Mueller, B. Nowack., Environ. sci. Technol. 42, 4447 (2008)
• 5. M. Scheringer, Nature Nanotechnol., 3, 332 (2008)

Teoksen teksti on sijoitettu ilman kuvia ja kaavoja.
Teoksen täysi versio löytyy "Työtiedostot"-välilehdeltä PDF-muodossa

1. Esittely.

Voidaan olettaa, että ihmisen toiminnan ympäristölle haitallisten vaikutusten täydellinen poistaminen voidaan estää.

Ensinnäkin kyllästämällä ekosfääri molekyylitason roboteilla, jotka muuttavat ihmisjätteen raaka-aineiksi.

Toiseksi siirtämällä teollisuus ja maatalous jätteettömiin nanoteknologisiin menetelmiin.

Ekologinen ongelma on askarruttanut ihmiskuntaa muinaisista ajoista lähtien. Ja kehityksen kasvun myötä ympäristön saastuminen, ympäristöongelmat ovat yhä tärkeämpiä. Viime aikoina he yrittävät yhä enemmän ratkaista nanoteknologian avulla.

Nanoteknologia on tieteen ja teknologian ala, joka käsittelee joukkoa teoreettisia ja käytännön tutkimusmenetelmiä, analysointia ja synteesiä sekä menetelmiä tietyn atomirakenteen omaavien tuotteiden valmistamiseksi ja käyttämiseksi. Tällaisten tuotteiden tuotanto tapahtuu yksittäisten molekyylien ja atomien kontrolloidulla käsittelyllä. Nanoteknologian käyttö auttaa vähentämään merkittävästi ympäristön saastumista. Nanoteknologian menetelmiä käytetään eri aloilla monissa maailman maissa.

Nanoteknologia on kuitenkin uusi tiede, ja eduistaan ​​ja ansioistaan ​​huolimatta se aiheuttaa myös huolta. Jokaisella medaljongilla on kuitenkin aina kaksi puolta, joten nanoteknologian monista ilmeisistä myönteisistä vaikutuksista nykyajan ihmisten elämään, nanohiukkaset voivat myös aiheuttaa haittaa joillakin teollisuudenaloilla käytettynä. Nanoteknologiaa käytetään nykyään lähes kaikilla modernin elämän aloilla. Nanohiukkasia käytetään esimerkiksi kosmetiikassa ja hajuvedessä. Esimerkiksi titaanioksidinanohiukkasia löytyy joistakin aurinkosuojatuotteista. Nämä nanohiukkaset imevät ultraviolettisäteilyä erittäin tehokkaasti, mikä epäilemättä tekee tällaisista voiteita paljon tehokkaampia kuin perinteiset. Myöhemmin tehtiin kuitenkin tutkimuksia, jotka osoittivat, että esimerkiksi hiilinanoputkilla oli haitallinen vaikutus rotille. Rottien keuhkoihin joutuneet hiilinanoputket aiheuttivat vakavia häiriöitä, ja sitten ne kulkeutuivat veren mukana koko kehoon.

Suurin ongelma on se, että nanohiukkaset läpäisevät ehdottomasti kaikki nykyiset puhdistussuodattimet. Siksi, kun nanoteknologian käyttö tulee yhä aktiivisemmaksi, ekologiassa tapahtuu jonkinlainen vallankumous. Erityisiä suodattimia luodaan nanohiukkasten vangitsemiseksi.

Koska nanoteknologiat ilmeisesti helpottavat ihmisen elämää, voidaan olettaa, että ensinnäkin nanoteknologiaa ei käytetä kaikilla toimialoilla, vaan vain niillä, joissa se on välttämätöntä. Ja toiseksi, pian nanohiukkasten negatiivista vaikutusta tutkitaan ja uusia suojamenetelmiä keksitään.

Nanoteknologian paikka tiedonhaarojen joukossa

2. Pääosa

2.1 Nanohistoria

Teknologia määrää meidän jokaisen elämänlaadun ja sen valtion voiman, jossa elämme.

400 eaa kreikkalainen filosofi Demokritos käytti ensin sanaa "atomi";

1704 Isaac Newton - oletuksia "solujen mysteerin" tutkimuksesta;

1959 Richard Feyman - oletus yksittäisten atomien mekaanisesta liikkeestä;

1974 Norio Taniguchi käytti ensimmäisen kerran termiä "nanoteknologia";

1980 Eric Drexler käytti termiä.

2.2 Ekologian ongelmat.

2.2.1 Nanoteknologian aiheuttama ekologinen ongelma.

Meidän aikanamme vain laiskot eivät puhu nanoteknologian näkymistä. Jokainen, joka on kiinnostunut tästä aiheesta, löytää välittömästi tietoa fullereeneistä ja kvanttipisteistä, nanoputkista, jotka ovat 60 kertaa terästä vahvempia ja kestävät 2500 asteen lämpötilaa ja 6000 ilmakehän painetta. Nanoteollisuuden tuotteiden upeista eduista on kirjoitettu kymmeniä analyyttisiä artikkeleita. Myös arvaamattomista vaaroista. Valmistetuissa tuotteissa olevat nanohiukkaset vaativat kokonsa ja ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi huolellista tutkimusta - pääsevätkö ne ihmiskehoon ja jos voivat, kuinka kauan ne pysyvät siellä. Lisäksi on tarpeen tutkia nanohiukkasten käyttäytymistä ja liikkumista ympäristössä ja ennen kaikkea sitä, vaikuttavatko nämä materiaalit ihmisten terveyteen ja luonnontilaan.

Toinen ongelma on nanohiukkasten käyttäytymisen tutkiminen vedessä. Tällä hetkellä tämä asia on huonosti kehitetty. Asiaa vaikeuttaa se, että tarvitaan kattavia tutkimuksia kunkin maaperän tai keinotekoisten suodattimien kyvystä pidättää tiettyjä nanohiukkasia. Georgia Institute of Technologyn (Georgia Institute of Technology) tutkijat tutkivat parhaillaan tätä asiaa. He suorittivat sarjan kokeita, joiden aikana fullereeneja sisältävää vettä johdettiin hiekalla, maalla, lasimikrorakeilla ja muilla materiaaleilla täytettyjen pullojen läpi. Kävi ilmi, että hiekka säilyttää jopa 80% nanohiukkasista, mutta tutkijat tulivat myös siihen tulokseen, että veden koostumus vaikuttaa suodatukseen. Huumushapon tai pinta-aktiivisten aineiden läsnäolo vedessä mahdollistaa nanohiukkasten kulkemisen vapaasti hiekan läpi.

Yleisesti ottaen tutkimusaineiston analyysin perusteella syntyvä kuva antaa mahdollisuuden päätellä, että nanoteknologiat eivät ole niin haitallisia kuin voisi olettaa: nanohiukkaset eivät myrkyttää maata ja vettä, eivätkä niiden joutuminen kehoon ole kohtalokasta ja voidaan rajoittaa suodatusjärjestelmillä. Nanoteknologian ympäristö- ja sosiaalisten ongelmien historia ei ole uusi - samanlaisia ​​ajatuksia syntyi useita satoja vuosia sitten.

Teknologian tulevaisuutta ei tietenkään pidä pitää ruusuisena ja kaoottisena. Nanoprosessien ja sivuvaikutusten oikea ymmärrys, seuraavan sukupolven suodatusjärjestelmien luominen, häikäilemättömien valmistajien ja terroristien rajoittaminen ovat vain muutamia asioita listallamme tehtävästä, jotka meidän on ratkaistava. Meidän tulee kuitenkin olla tietoisia siitä, että nanoteknologian käytön edut ovat suuremmat kuin mahdolliset vaikeudet sen toteuttamisessa.

Yhdysvaltalaisen Purduen yliopiston tutkijat ovat tulleet siihen tulokseen, että maaperään joutuvat nanohiukkaset eivät aiheuta havaittavaa haittaa ekosysteemille. Suoritettiin useita kokeita, joissa fullereeneja laitettiin erilaisiin maaperään ja sitten tutkittiin niiden käyttäytymistä ja vaikutusta mikro-organismeihin ja mineraaleihin. Muistutettakoon lukijoitamme, että fullereenit ovat runkopallomaisia ​​monitahoja, jotka koostuvat säännöllisistä viisikulmioista ja kuusikulmioista, joiden kärjessä on hiiliatomeja. Merkittävät muutokset voivat olla kohtalokkaita kasvien ravintoketjujen elementeille. Havaintojen tulokset kuitenkin osoittavat, että se ei tuota negatiivista dynamiikkaa: mikro-organismit ovat elossa ja voivat hyvin, aineiden tasapaino ei vaikuta.

Toinen globaali ongelma voi olla nanohiukkasten esiintyminen ilmakehässä. Amerikkalaisten tutkijoiden mukaan nämä auringonsäteitä heijastavat hiukkaset voivat muuttaa planeetan ilmastoa ja aiheuttaa uuden jääkauden. Jo nyt on tietoa niiden merkittävästä vaikutuksesta sääoloihin, eikä aina positiivista.Yksi tutkijoiden ja tavallisten ihmisten, erityisesti megakaupunkien asukkaiden, esittämistä kysymyksistä on ilma, jota hengitämme. Ei ole mikään salaisuus, että valtava määrä kroonisen keuhkoputkentulehduksen ja astman sairauksia, mukaan lukien tämän taudin synnynnäiset tapaukset, selittyy myrkyllisillä ja saastuneilla päästöillä teollisuusyritysten ja kodinkoneiden ilmakehään. Stephen Kingin "Running Man" -elokuvassa kuvaama kuva maailmasta, jossa, jotta et kuolisi keuhkosyöpään 30-vuotiaana, sinun on hengitettävä suodattimen läpi, ei ole niin fantastinen.

2.2.2 Ihmisestä johtuva ekologinen ongelma.

Ihmisen aiheuttamien ympäristöongelmien seuraukset

Ilmaston lämpeneminen

Yksi tärkeimmistä ympäristöongelmista on planeettamme ilmakehän keskilämpötilan pitkäaikainen nousu. Vuosille 1960-2000. tämä arvo kasvoi noin 0,5, ja tämä kasvu vakiintui erityisen vakaaksi 1980-luvulla. Tiedemiehet ovat varmoja, että suurin syy tähän kasvuun on jatkuvasti kasvava poltetun polttoaineen määrä (hiili, öljy jne.), teollisuuslaitokset, autot jne. Juuri palamistuotteet (hiilidioksidi, metaani jne.) ja niiden vuorovaikutus auringon säteilyn kanssa ovat päätekijöitä ilmakehän lämpötilan nousussa (kasvihuoneilmiö).

Siksi ekologian pääongelmana on pitkään ollut ns. fossiilisten polttoaineiden (öljyn ja hiilen) kulutuksen vähentäminen, minkä pitäisi myös vähentää ilmakehään vapautuvien hiilimonoksidin ja muiden palamistuotteiden määrää. Siksi vaihtoehtoisten energialähteiden etsimisestä ja tehokkaiden energiansäästö- ja siirtomenetelmien kehittämisestä (esimerkiksi aurinkoparistojen ja uudentyyppisten polttokennojen luomisesta) on tullut tärkeä tieteellinen ja tekninen tehtävä. Viime aikoina on käynyt selväksi, että hiilinanoputkien käyttö voi lisätä merkittävästi olemassa olevien aurinkoenergiamuuntimien tehokkuutta. Lisäksi havaittiin, että hiilinanoputket voivat adsorboida suuria määriä vetyä erittäin tehokkaasti, mikä tehosti välittömästi erilaisia ​​polttokennojen, akkujen ja vastaavien kehittämiseen liittyviä tutkimuksia.

Otsonikerroksen tuhoutuminen.

Toinen tärkeä ympäristöongelma on ilmakehän otsonikerroksen säilyminen, joka sijaitsee noin 20 kilometrin korkeudessa ja jolla on erittäin tärkeä rooli planeetan pinnan suojaamisessa auringon ultraviolettisäteilyltä. Tiedetään, että viime vuosina otsonikerros on tuhoutunut monien jokapäiväisessä elämässä ja teollisuudessa käytettävien kemikaalien vaikutuksesta. Päärooli otsonikerroksen tuhoamisprosesseissa on freoneilla, jotka eivät ole "luonnollisia", vaan keinotekoisia tuotteita ja joita kemianteollisuus tuottaa eri tarkoituksiin (aerosolit, kylmäaineet, ilmastointilaitteet jne.).

Otsonikerroksen lasku 1 % lisää välittömästi ihosyövän ilmaantuvuutta 3-6 % ja leukemiaa 1 %. Otsonikerroksen 10 prosentin laskulla olisi katastrofaaliset seuraukset, sillä joidenkin ennusteiden mukaan ihosyövästä kärsivien määrä kasvaisi välittömästi 20 prosentilla ja leukemiapotilaiden määrä 1,6-1,7 miljoonalla ihmisellä. Noin 10 vuoden ajan otsonikerroksen tuhoutuminen on ollut havaittavissa, minkä tutkijat katsovat erilaisten freoniyhdisteiden lisääntyvän vapautumisen vuoksi ilmakehään. Paras ratkaisu ongelmaan olisi tietysti freonien käytön täydellinen kieltäminen, mutta tämä on epärealistista, ja nykyaikanamme etsitään intensiivisesti aineita, jotka voisivat korvata freonit erilaisissa sovelluksissa. Nanoteknologiat voivat tarjota varsin tehokkaita menetelmiä tämän ongelman ratkaisemiseksi.

hapan sade

Erittäin vakava ympäristöongelma monille maille (ja erityisesti Japanille) ovat niin sanotut happosateet (eli sateet, joissa rikki- ja kloorivetyhappoa putoaa veden mukana). Syynä tällaisten sateiden esiintymiseen oli se, että suuri määrä autojen pakokaasujen teollisesta tuotannosta peräisin olevaa jätettä pääsee ilmakehään. Tällainen jäte voi muodostaa erilaisia ​​rikki- ja typen oksideja sadepilvissä (), jotka reagoivat vesihöyryn kanssa, jolloin tuloksena on heikko happoliuos sateen sijaan.

Japanille tällaiset happosateet ovat olleet ongelma 1990-luvun lopulta lähtien. Japanin keskialueita koskevien tilastojen mukaan hengitystiesairauksien määrä lisääntyi jyrkästi tänä aikana, vaikka on huomattava, että jo vuonna 1974 Tohokun alueella happosateen aikana rekisteröitiin 30 000 potilasta lisäksi valittamassa näköhäiriöitä. häiriöt ja ihosairaudet.

Radikaalisin tapa torjua happosateita olisi siirtyminen uusiin energialähteisiin, jotka eivät liity öljyn, hiilen jne. polttamiseen. Nanoteknologiat avaavat laajat mahdollisuudet tehokkuuden lisäämiseen.

2.2.3 Ympäristöongelmien ratkaiseminen nanoteknologian avulla.

Vihreä nanoteknologia.

Nanoteknologialla on potentiaalia muuttaa valmistusprosesseja kahdella tavalla. Ensinnäkin vähentämällä nopeasti tuotantohävikkiä ja lisäämällä sen tehokkuutta. Toiseksi käyttämällä nanomateriaaleja katalyytteinä, mikä lisää tuotantoprosessien tehokkuutta ja päästää eroon myrkyllisistä ja likaisista materiaaleista sekä lopputuotteista.

"Vihreät" nanoteknologiat ovat teknologioita, jotka käyttävät ympäristöystävällisiä kemiallisia ja teknologisia prosesseja. Ihannetapauksessa vihreän nanoteknologian pitäisi parantaa valmistusprosesseja, materiaalivaatimuksia, kemiallisia menettelyjä ja korvata nykyiset vaaralliset aineet ja prosessit. Tämä vähentää energia- ja materiaalikustannuksia.

"Vihreän" kemian ja "vihreän" teknologian merkitys arvostettiin vuonna 2005, jolloin kemian Nobelin palkinto "panoksestaan ​​orgaanisen synteesin metateesimenetelmän kehittämisessä" myönnettiin Robert Grubbsille Kalifornian teknologiainstituutista. (USA), Richard Schrock Massachusetts Institute of Technologysta (USA) ja Yves Chauvin Petroleum Institutesta (Ranska). Metateesillä tarkoitetaan sellaista kemiallisen sidosparin "vaihtoa", jossa tapahtuu atomien uudelleenjärjestely, eli yhden tai kahden molekyylin hiilirunko muuttuu.

VIHREÄT RATKAISUT TULEVAISUUDEN KAUPUNGILLE

Vihreälle rakentamiselle ei ole kansainvälisiä sääntöjä. Jokainen ratkaisee resurssien säästämisen ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämisen ongelman omalla tavallaan. National Geographic -lehti poimi tästä kymmenen silmiinpistävää esimerkkiä (3 esimerkkiä alla):

1) Singapore.

Singaporessa on ainutlaatuinen Gardens by the Bay, jonka pinta-ala on miljoona m². Kompleksi ei luotu vain kauneuden ja rentoutumisen vuoksi, vaan myös paikallisen ylikuumenemisen vaikutusten hillitsemiseksi.

Keskeinen paikka on lasiatrium, jossa on noin 220 tuhatta kasvilajia (80 % maailman kasvilajeista Singaporen kansallispuiston hallituksen mukaan).

Ulkopuolella on 18 "superpuun" lehto - jopa 50 m korkeita pystysuoria puutarhoja, jotka keräävät sadevettä, suodattavat pakokaasuja ja kierrättävät aurinkoenergiaa valaisten itsensä yöllä.

Paikallisen ylikuumenemisen vaikutus ilmenee kaupungeissa, koska päällyste, asfaltti ja betoni imevät lämpöä. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston mukaan miljonäärin vuotuinen keskilämpötila on noin 3 ˚С korkeampi kuin naapurimaiden maaseutualueilla. Vaikutus saavuttaa huippunsa kesän kuumimpina päivinä ilmastointilaitteiden laajan käytön vuoksi.

Kasvillisuuden arvo kaupunkialueilla ylittää jäähtymisen ja varjon. Kaupunkiistutukset auttavat parantamaan ilman ja veden laatua luonnollisten suodatusmekanismien avulla. Esimerkiksi hiljattain tehty tutkimus osoitti, että ruoho, muratti ja muut kasvit (ei vain puut) voivat vähentää typpidioksidia ja hiukkasia ilmassa jopa 40 % ja 60 %.

2) New York

"Tiedeproomu", joka löytyy Hudson-joelta New Yorkista, on koulun luokkahuone ja kasvihuone. Auringon, tuulen ja biopolttoaineen voimanlähteenä vuonna 2007 rakennetun proomun kasvihuonekaasupäästöt ovat nolla. Vihannekset kasvatetaan vesiviljelyllä, kasvit saavat kaikki tarvitsemansa ravinteet vedestä: hyvää maaperää (ja maaperää yleensä) ei ole helppo löytää kaupunkialueilla. Kasteluun käytetään sadevettä ja puhdistettua jokivettä, torjunta-aineet ovat kiellettyjä. New York Sun Works keksi proomun prototyyppinä omavaraiselle puutarhalle, joka voidaan pystyttää rakennuksen katolle.

Ison-Britannian ensimmäinen ekokylä avattiin Lontoossa vuonna 2002. BedZED-kompleksi koostuu sadoista kodeista ja toimistovierailuista. Kattopuutarhat, kierrätetyt rakennusmateriaalit, tehokas lämmöneristys, nopeampi kierrätys, hyvin pienet etäisyydet kodin ja työpaikan välillä ovat kaikki vaikuttaneet siihen, että asutuksen hiilijalanjälki on puolittunut tavalliseen kaupunkiin verrattuna.

Kansainvälinen nanoteknologianeuvosto

Vuonna 2004 harrastajat perustivat kansainvälisen järjestön - International Council on Nanotechnology (ICON), joka kerää ja levittää kaikkea saatavilla olevaa tietoa nanoteknologiasta. Tämän organisaation jäsenet yrittävät arvioida nanoteknologian etuja ja haittoja (esim. ympäristöriskejä) ja levittää tietoa siitä.

2.2.4 Ongelman kemiallinen nanoteknoekologinen ratkaisu.

Itsepuhdistuva pinta

Tällaista pintaa kutsutaan nanograssiksi, se on sarja samanpituisia rinnakkaisia ​​nanolankoja (nanorodeja), jotka sijaitsevat yhtä etäisyydellä toisistaan.

Pehmeän pinnan itsepuhdistumista likahiukkasista kutsutaan "lootusefektiksi".

Sovellus:

Itsepuhdistuvat pinnat ja pinnoitteet

Hiilen allotrooppisten muotojen molekyyliyhdisteet.

Hiilen allotrooppisten muotojen molekyyliyhdisteet suljettujen polyhedrien muodossa. Fullereenimolekyyli koostuu 60 hiiliatomista. C60:n halkaisija on noin 1 nm.

Sovellus:

Paloa hidastavat maalit;

keinotekoiset timantit;

Uudet lääkkeet;

Paristot.

titaanioksidi

Titaanioksidilla on voimakas katalyyttinen aktiivisuus. Ultraviolettisäteilyn läsnä ollessa se hajottaa vesimolekyylejä vapaiksi radikaaleiksi.

Sovellus:

Veden, ilman, erilaisten pintojen puhdistus orgaanisista yhdisteistä;

Itsepuhdistuvat lasit

3. Johtopäätös.

Minulla oli idea, kuinka rakentaa puhdistuslaitoksia, jotka puhdistavat ilmaa ympäri maailmaa.

Mainitsen esimerkiksi keskustaan, saasteiden viereen ja kaupunkien laitamille rakennettavia rakennuksia, joihin asennetaan erityisiä lauhduttimia ja kasvatetaan paljon ilmaa puhdistavia kasveja.

puhdistuslaitos

Puhdistuslaitoksen generaattori

Alkuperäisen generaattorin esimerkki ja prosessi:

Kuvaus generaattorin toiminnasta puhdistuslaitoksessa.

Kun tasavirta kytketään päälle vedessä, tapahtuu seuraava reaktio:

Hoitolaitosten jakelu

On mahdollista, että jotkin uudet materiaalit voivat aiheuttaa riskin valmistajille ja kuluttajille sekä yhteiskunnalle ja ympäristölle. Siksi tutkijat pyrkivät tutkimaan uusiin nanoteknologioihin liittyviä mahdollisia riskejä mahdollisimman huolellisesti ja kattavasti niiden käytön turvallisuuden takaamiseksi.

Nanoteknologian kehitys jatkuu ja on täysin mahdollista, että ihmiskunta todella ratkaisee globaaleja ongelmia heidän avullaan.

Luettelo käytetyistä lähteistä ja kirjallisuudesta.

https://www.nps.gov/index.htm National Park Service

http://korrespondent.ru

http://ria.ru/science/20081203/156376525.html#ixzz2orCoTJVk

NANO? Se on helppoa!//RUSNANO [Sähköinen resurssi]. - Elektroni. -lehteä - 2012. - Käyttötila: http://popular.rusnano.com/

Krutko VN Nanoteknologian riskinarvioinnin ongelma: metodologiset näkökohdat / VN Krutko, EV Pucillo, A. Ya. Chizhov // Vestn. Ros. Kansojen ystävyyden yliopisto. Ser. Elämäntoiminnan ekologia ja turvallisuus. - 2014. - Nro 4. - S. 55-61. - Bibliografia: 5 nimeä.

Dugin G.S. Nanoteknologia ja sen mahdolliset negatiiviset vaikutukset ympäristöön / G.S. Dugin // Turvallisuus- ja hätätilanteet. - 2009. - nro 5. - S. 33-37. - Bibliografia: 7 nimeä.

Galchenko Yu. P. Teknogeeniset nanohiukkaset ei-jaksollisena ympäristötekijänä / Yu. P. Galchenko //Ekol. järjestelmät ja laitteet. - 2014. - Nro 1. - S. 18-22. - Bibliografia: 5 nimeä.

Nanoteknologia seuraavan vuosikymmenen aikana / Toim. M.K. Roco, R.S. Williams, P. Alivisatos. M., 2012.

Ibragimov I. M. Nanoteknologian soveltaminen ympäristönsuojeluun / I. M. Ibragimov, E. A. Perfilova // Izv. Acad. tanssiaiset. ekologia. - 2015. - nro 3. - S. 76.

Nanoteknologia on minulle ensisijaisesti a) erilaisia ​​antureita ja b) tietokoneita, joilla on alhainen virrankulutus ja suuri laskentateho.

Kirjaimellisesti viiden vuoden sisällä tapahtuu valtavaa edistystä kaikkien aistien antureissa ja mobiiliversiossa. Sotilastekniikka tulee hyvin nopeasti monien, monien ihmisten hallussa - kamerapuhelimissa, telenetbookeissa ja muissa outoissa laitteissa. Kehittyneet optiset matriisit, edistynyt optiikka, edistynyt mekaniikka tämän kaiken välittömään tarkentamiseen ja kohteen seuraamiseen, valtava laskentateho videon käsittelyyn, pohjaton muisti, joka nielee minkä tahansa videovirran ja tallentaa sen huolellisesti, hajautetut torrent-järjestelmät, jotka välittävät kaiken videon kiinnostuneet. Tuoksusirut, jotka tuoksuvat kaikkea omistajaa kiinnostavaa ja joilla varustetaan jokainen kamerapuhelin, kirjanlukija jne. Kaikkialla läsnä oleva GPS ja Galileo-navigointi. Kaikkialla läsnä oleva Internet, "pysyvä yhteys". Mikrofonit, jotka kuuluvat kaukaa. Selkeät laukaukset minkä tahansa sumun läpi. Kirjoitan jatkuvasti tällaisista teknologisista innovaatioista päiväkirjassani (ja nyt en edes tarjoa linkkejä, kaikki tapahtui). Ja kaikki tämä on nanoteknologiaa.

Voimistaa entisestään (jokaisesta yksittäisestä lamerista tulee siisti ammatti). Voimaa on, kun minulla on nyt 200g vyön päällä. kamera valmis HD-kuvaukseen. Ja viiden vuoden kuluttua melkein kaikilla on tämä, ja erityisen kiinnostuneilla on kolmas sukupolvi Micro Four Thirds -formaatin kameroita. Miksi on tärkeää, että se on HD? Koska se on tunnepitoinen laaja bändi. Toisaalta harvoilla vakoojilla on sellaisia ​​varusteita, joita kaikilla matkapuhelimella aseistetuilla teini-ikäisillä on nykyään. Ekstrapoloi tämä vielä viideksi vuodeksi. Kaikki kansalaiset varustuvat toimittajiksi, jotka haluavat tehdä siistiä journalistista tutkimusta. DNA-analyysi 5–10 vuoden kuluttua ei ole enää ongelma. Analysoi koirien, lintujen sekä ohikulkevien sukulaisten ja poliitikkojen sukutaulu. Kaikki tämä on nanoteknologiaa.

Mitä sitten? Nyt Venäjällä sanomalehdet julkaisevat vapaasti tietoa poliitikoista, minkä vuoksi kunnollisissa maissa nämä poliitikot lakkaavat olemasta sellaisia. Mutta Venäjällä ne eivät lopu. Eikä kaikki politiikka ole julkista.

Ensimmäinen huomautukseni: vaikutusvallan lisääminen tekee kaikista politiikoista julkisia, vaikka hallituksen tiedot olisivat yleensä nollassa. Ihmiset ovat uteliaita ja jakavat tietoa. Nanoteknologia vähentää nopeasti kiinnostavan tiedon talteenoton kustannuksia.

Kummallista kyllä, uskon, että voimaantuminen (kun yksi ihminen tekniikan avulla alkaa työskennellä samalla tuottavuudella kuin tiimi) tapahtuu nyt paljon nopeammin kuin teknologia auttaa eri ryhmiä koron perusteella. Mukaan lukien poliittiset eturyhmät. Kaikki nämä "sosiaaliset verkostot" ovat matkansa alussa, koska sosiaalisten verkostojen tulee perustua tunnelaajakaistateknologioihin. Video, ääni, 3D. Sosiaalisissa verkostoissa virtuaalimaailmat eivät ole vielä näyttäneet itseään millään tavalla. Virtuaalimaailmoihin on edelleen mahdotonta päästä omaksi kuvakseen, tarvitaan avatareja. Et voi pitää perheen etäkokousta samalla Cisco Telepresence -teknologialla, jonka jonkin suuren yrityksen hallitus välittää (muista, mitä Cisco myy tässä tekniikassa: luonnollisen kokoisia ihmisiä, katsekontaktia, ääntä viipymättä ja oikealta suunta, kyky ylläpitää normaalia käyttäytymistä huoneessa kokouksen aikana).

Webinaaritekniikat ovat synkkiä, viiveet haittaavat normaalia keskustelua. Asynkronisissa sosiaalisen verkostoitumisen palveluissa ei ole vielä organisaatiotukea (ainakaan Tracin perusversion ongelmaseurannan alueella) - kukaan ei voi uskoa kenellekään mitään ja sitten tarkistaa toteutus (tarkoitan Habermasin kommunikatiivisen toiminnan teoriaa ). Mutta normaalia. Ohjelmisto, kuten aina, on jäljessä. Sillä laitteet ovat melkein valmiit: kamerat eivät vaadi erityistä valaistusta, näytöt tehdään taskuvalaisimilla mistä tahansa seinästä, Internet-liikenne räjähtää väistämättömien rajoitusten jälkeen jälleen pilviin. Viiden tai kymmenen vuoden kuluttua tämä laite maksaa pennin, ja ohjelmistot ovat edelleen ilmaisia, kuten nykyään.

Ja sitten mielenkiintoiset skenaariot ovat mahdollisia, kuten ne, joita havaitsimme Intiassa siirtomaahallinnon likvidoinnin aikana. Vain nämä skenaariot eivät ole maakohtaisia, vaan pikemminkin paikallisia. Mutta näiden skenaarioiden keskipisteessä harvat näyttävät kenellekään, koska se on eräänlaista lynkkausta. Se on lynkkaus: en suinkaan väitä, että teknologia antaisi tietä ihmisluonnon parhaille ominaisuuksille. Mekanismi on tässä täsmälleen sama kuin kuuluisassa Maneki-nekossa, http://zhurnal.lib.ru/4/40_s_z/maneki.shtml, mutta jokainen yhteiskunta saa näistä teknologioista sen, mitä se ansaitsee barbaarisuuttaan myöten. .

Vaikka villiyhteiskunta saa paljon enemmän mahdollisuuksia tulla vähemmän villeiksi: uudet teknologiat ovat ensisijaisesti informaatiota, ne edistävät ensisijaisesti koulutusprosesseja, missä tahansa perverssissä muodossa (keskusteltaessa erittäin rumista tilanteista) näitä koulutusprosesseja tapahtuu. Politiikka on ennen kaikkea joukkojen koulutusta, lisäksi kilpailullisten koulutusohjelmien kautta. Juuri tällaista kilpailua odottamattomimmilta puolilta uudet teknologiat tarjoavat. Villyyden ja sivilisaation kilpailu samoin. Mutta sivilisaatio voi myös voittaa kiistat, aivan kuten barbaari yleensä voittaa voimakkaassa fyysisessä yhteenotossa.

Uudet teknologiat tuovat päivänvaloon niin paljon likaa kuin ihmiskunta on koskaan nähnyt. Maailma ei ole vielä iso kylä kahdesti - kahdesti, koska perinteisen merkityksen "kaikki tuntevat kaikki" lisäksi on myös odottamaton merkitys - valtaosa planeetan asukkaista on edelleen kyläläisiä, vaikka he ovat jo selvinneet. muuttaa joihinkin megakaupunkien esikaupunkiin. Maailma on vasta alkamassa muuttua kaksoiskyläksi. Ja on hyvä, että uudet teknologiat ovat ensisijaisesti koulutusteknologioita. Mutta ensin kylän villieläimillä on voimaa villeihin suunnitelmiinsa ("villi hyvä") ja keinot heidän villiin järjestäytymiseensa laumoiksi, ja vasta sitten nämä samat tekniikat muuttavat villit sivistyneiksi ihmisiksi, jotka käyttävät kykyjään hyvään. sivilisaatio") tavoitteet. Samat tekniikat antavat sivistyneelle ihmiselle mahdollisuuden keskustella siitä, mikä tämä "sivilisaation hyvä" tarkalleen on - eivätkä pääse yksimielisyyteen.

Mutta kaikki alkaa tiedustelutekniikoiden muuttamisesta massateknologioiksi. Kaikki ihmiset eivät voi saada Internetistä yksityiskohtaista viittausta nykyisestä puhujasta kokouksessa, jossa tehdään tärkeitä (myös poliittisia) päätöksiä. Viiden vuoden kuluttua tämä on vaistomaista toimintaa. Ja usein sen jälkeen tehdään muita päätöksiä "älykkyyden perusteella" eikä tarjotun huolellisesti suodatetun tiedon perusteella. Tieto haluaa olla ilmaista, ja vapautuneen tiedon perusteella monet, monet ihmiset alkavat tehdä mitä odottamattomimpia päätöksiä.

Maailma muuttuu, ja se tulee muuttumaan hyvin dramaattisesti. En sano, että maailma muuttuu parempaan suuntaan kaikki(mukaan lukien politiikka) tapahtuu paljon nopeammin ja monipuolisemmin, eikä paremmin tai huonommin. Ja näiden muutosten ytimessä ovat nanoteknologiat – niiden avulla voit saada halpoja asfäärisiä linssejä, juuri ne antavat Intelille näinä päivinä esitellä uuden sukupolven prosessoreja matkapuhelimiin, jotka kuluttavat kymmenen kertaa vähemmän energiaa. Juuri nämä nanoteknologiat tekevät on mahdollista luoda teräväpiirtoisia ja kirkkaita taskuprojektoreita, nanoteknologia mahdollistaa useiden tuntien videotallentamisen kynnen kokoiselle flash-asemalle, nanoteknologia siirtää viestintäinfrastruktuurin optoelektroniikkaan, mikä on nyt kehitetään kalliisiin GRID-verkkoihin. Ja sitten - tunnelaajakaista, jonka kautta uusi politiikka tunkeutuu meihin. Kuvittele vain jonkinlainen opiskelijalevottomuus viiden vuoden kuluttua, jossa jokaisella opiskelijalla on mobiililaitteet, joista armeija nyt vain haaveilee. Eikä mikään Internetin sulkeminen uhkaa heitä, koska myös mesh-verkot ovat tulossa. Eikä "kirjanmerkkejä" prosessoreissa, koska myös avointa lähdekoodia prosessoreille on jo ilmestymässä.

Oi, juodaan. Tämä pätee kuitenkin kaikilla tekniikan tasoilla: menneisyyteen, nykyisyyteen, tulevaisuuteen. Voi tukehtua, tukehtua, tsemppiä.

Nanoteknologian bioturvallisuusongelmia käsittelevässä konferenssissa tutkijat ehdottivat, että hallitus hyväksyisi tietyn asetuksen nanoteollisuuden tuotteiden valvontaa varten.

Monien maiden hallitukset järjestävät nykyään erityisiä konferensseja ja osoittavat merkittäviä varoja nanoteknologian ympäristövaikutusten tutkimiseen.

Yksi sekä tiedemiesten että tavallisten ihmisten, erityisesti megakaupunkien asukkaiden, esittämistä kysymyksistä on ilma, jota hengitämme. Ei ole mikään salaisuus, että valtava määrä kroonisen keuhkoputkentulehduksen ja astman sairauksia, mukaan lukien tämän taudin synnynnäiset tapaukset, selittyy myrkyllisillä ja saastuneilla päästöillä teollisuusyritysten ja kodinkoneiden ilmakehään.

Tältä osin tutkijat suorittavat tutkimusta nanohiukkasten käyttäytymisestä ilmakehässä ja seurauksista, joita ihmiset hengittävät. Laboratoriojyrsijöillä tehtyjen kokeiden tuloksena paljastui hengityselinten epiteelisolujen korkea herkkyys nanopartikkeleille, jotka kerääntyivät koe-eläinten nenäkanaviin aiheuttaen nuhaa ja muita vakavampia sairauksia.

Yhtäkään huomiota kiinnitetään nanomateriaalien ympäristövaikutusten ongelmaan. Siten suoritettiin tutkimus viiden päätyypin nanomateriaalien, mukaan lukien nanoputkien, kvanttipisteiden ja pallopallojen, ympäristöriskeistä. Tutkijat tunnistivat erityyppisiä saasteriskejä erilaisille teknologisille toiminnoille, mukaan lukien lääketuotanto, öljynjalostus. Saatujen tietojen perusteella ympäristönsuojelun professori päättelee artikkelissa, että nanomateriaalien luominen on vähemmän riskialtista kuin nykyiset teolliset prosessit.

Maaperään joutuvat nanohiukkaset eivät aiheuta havaittavaa haittaa ekosysteemille. Suoritettiin useita kokeita, joissa fullereeneja laitettiin erilaisiin maaperään ja sitten tutkittiin niiden käyttäytymistä ja vaikutusta mikro-organismeihin ja mineraaleihin. Fullereenit ovat runkopallomaisia ​​monitahoja, jotka koostuvat säännöllisistä viisikulmioista ja kuusikulmioista, joiden kärjessä on hiiliatomeja. Merkittävät muutokset voivat olla kohtalokkaita kasvien ravintoketjujen elementeille. Havaintojen tulokset osoittivat kuitenkin, että se ei tuota negatiivista dynamiikkaa: mikro-organismit ovat elossa ja voivat hyvin, aineiden tasapaino ei vaikuta.

Nanoteknologiat tietysti edistävät ihmiskunnan teknologista kehitystä - tutkijat raportoivat säännöllisesti uusista onnistumisista, jotka voivat muuttaa ihmisten elämää ja elämää parempaan suuntaan. Nanoteknologialla kehitetyt nanohiukkaset voivat auttaa syövän hoidossa, mutta jotkut nanohiukkaset voivat päinvastoin aiheuttaa syöpää ihmiskehossa. Titaanidioksidin (TiO2) nanohiukkaset, joita nykyään löytyy monista elintarvikkeista, kerääntyvät elimistöön ja johtavat systeemisiin geneettisiin vaurioihin. Titaanidioksidin (TiO2) nanohiukkaset johtavat yksi- ja kaksijuosteisen DNA:n katkeamiseen sekä kromosomien vaurioitumiseen.

Kun titaaninanohiukkaset ovat joutuneet kehoon, ne kerääntyvät eri elimiin, koska niiden erittymiseen kehossa ei ole mekanismeja. Pienen kokonsa vuoksi ne tunkeutuvat helposti soluihin ja alkavat vaikuttaa niiden elementteihin.

Nanohiukkasten käytön laajuus kosmetiikan tuotannossa kasvaa joka vuosi, ja valmistajien mukaan tässä ei ole mitään vikaa. Jotkut ekologit ottavat toisenlaisen kannan. Kansainvälisen ympäristöjärjestön Friends of the Earthin australialaisten edustajien mukaan nanohiukkasten käyttö kosmetiikassa ei ole yhtä haitallista kuin arseenin ja lyijyn lisäaineet. Kaikista satunnaisesti valituista tuotetestiryhmistä tutkijat löysivät nanopartikkeleita.

Nanoteknologiaa käytetään kosmetiikassa paljon laajemmin kuin kuluttajat luulevat. Seitsemänkymmentä prosenttia testatuista tuotteista sisältää nanopartikkelien lisäksi kemiallisia tehostajia, jotka helpottavat nanopartikkelien tunkeutumista ihon läpi verenkiertoon. Monet suositut kosmetiikkavalmistajat ja -merkit eivät ole välttyneet syytöksiltä. Nanohiukkasia löydettiin Clinic, Lacome, L "Oreal, Max Factor, Revlon, Yves San Laurent tuotteista huolimatta siitä, että niitä ei mainittu koostumuksessa. Mutta kosmetiikkavalmistaja Christian Dior ei sisällyttänyt nanohiukkasia vain tuotteen koostumukseen. tuotteet, mutta ne on myös merkitty ainesosaluetteloon.

Tutkimuksen tulokset osoittavat selkeästi uuden kosmetiikan vaarat. Euroopan unioni otti vuonna 2009 käyttöön lain, jonka mukaan kaikki nanomateriaaleja ja nanopartikkeleita sisältävät aurinkosuojatuotteet on testattava vuoteen 2012 mennessä.

Tämä tapaus ei ole suinkaan ensimmäinen kerta, kun ympäristönsuojelijat ja tiedemiehet ottavat esiin kysymyksen nykyaikaisen nanoteknologian mahdollisesti aiheuttamasta vaarasta. Erityisesti jotkut tutkijat uskovat, että nanohiukkasten ilmaantuminen ilmakehään teollisessa mittakaavassa voi muuttaa maapallon ilmastoa ja varoittaa myös nanoteknologialla luodun ruoan syömisen vaaroista.

Amerikkalaiset tutkijat ovat löytäneet maapallon ilmakehästä huomattavan määrän nanopartikkeleita, jotka kasvavat edelleen. Heidän mielestään auringonsäteitä heijastavat nanohiukkaset voivat muuttaa vakavasti planeetan ilmastoa ja aiheuttaa uuden jääkauden.

Amerikkalaisten tutkijoiden viimeisimpien havaintojen mukaan planeettamme ilmakehässä on jo huomattava määrä nanohiukkasia, jotka ovat näkymättömiä silmälle, mutta jotka voivat vaikuttaa molempiin sääprosesseihin.

Nanohiukkasten määrä eri puolilla maailmaa kasvaa, mutta miksi näin tapahtuu, on edelleen mysteeri. Tiedemiehet ovat tutkineet kysymystä siitä, kuinka nanohiukkaset muodostuvat ja kuinka niiden määrä kasvaa, kun ne ovat vuorovaikutuksessa erilaisten orgaanisten höyryjen kanssa.

He onnistuivat kuitenkin havaitsemaan, että tietyntyyppiset orgaaniset aineet kasvavat nopeasti ilmakehässä. Kerättyään suuria määriä ne heijastavat auringonvaloa takaisin avaruuteen - eräänlainen käänteinen kasvihuoneilmiö. Lisäksi tutkijat huomauttavat, että nanohiukkasten leviäminen ilmassa voi pahentaa sairauksia, kuten astmaa, emfyseemaa ja muita keuhkosairauksia.

Tulevaisuudessa nanoteknologialla voi olla merkittävä rooli monien ympäristönsuojeluun liittyvien ongelmien ratkaisemisessa. Puhumme ensinnäkin nanolaitteiden käytöstä eri kemianteollisuuden tuotteiden ja jätteiden tutkimus- ja valvontajärjestelmissä, uusien "puhtaiden" teknologioiden luomisesta, joissa on mahdollisimman vähän vaarallisia tuotantojätteitä, sekä jätteiden kierrättäminen kaatopaikoilla ja saastuneiden vesistöjen puhdistaminen. Jatkossa suunnitellaan jatkuvaa suurten ympäristön alueiden seurantaa ja käsittelyä niiden puhdistamiseksi hyvin pienistä veden sisältämistä saastehiukkasista (koko< 300 нм) и в воздухе (< 20 нм).

On myös otettava huomioon, että nanorakenteiset materiaalit voivat itsessään aiheuttaa ympäristön saastumista, joka uhkaa ihmisten terveyttä. Saasteet voivat liittyä sekä olemassa olevaan teknologiaan (esim. nanohiukkaset dieselpakokaasuissa) että uusiin aineisiin tai teknologisiin prosesseihin. Monessa tapauksessa nanoteknologia ovat uusia valmistusprosesseja ja niiden mahdollinen ympäristövaara on arvioitava huolellisesti.

Monimutkaisilla fysikaalis-kemiallisilla prosesseilla, joihin liittyy nanorakenteita, on merkittävä rooli monissa ilmiöissä, jotka määräävät erilaisten (hyödyllisten ja haitallisten) aineiden eristäytymisen, vapautumisen, liikkuvuuden ja biologisen hyötyosuuden ympäristössä. Luonnollisten fyysisten ja biologisten järjestelmien rajapinnoilla tapahtuvat mikroprosessit ratkaisevat erilaisia ​​lääketieteen ja biologian ongelmia. Nanorakenteille ominaisten prosessien dynamiikan tutkiminen luonnollisissa järjestelmissä mahdollistaa aineiden siirtymisen ja biologisen absorption mekanismien ymmärtämisen lisäksi myös niiden käytön ekologisen tilanteen parantamiseksi.

Ilmakehässä, geologisissa kivissä, vesiympäristössä ja biologisissa järjestelmissä on monenlaisia ​​luonnollisia nanopartikkeleita ja nanorakenteisia aineita, mutta niiden vaikutusta ihmisten terveyteen ei ole vielä systemaattisesti tutkittu. Joissakin tapauksissa (esim. kvartsi- ja asbestikuituja käytettäessä) nanohiukkasten haitalliset vaikutukset on havaittu, toisissa mahdolliset vaarat näyttävät olevan merkityksettömiä. Lisäksi on otettava huomioon, että nanokokoisista hiukkasista peräisin olevat aerosolit ovat jatkuvasti mukana erilaisissa ilmakehän fysikaalisissa ja kemiallisissa prosesseissa.

Nanoteknologia ovat jo vaikuttaneet merkittävästi moniin ympäristöön ja energiaan liittyviin toimialoihin. Alla on esimerkkejä tällaisista teknologioista.

Tuotantojätteen vähentäminen ja energiatehokkuuden lisääminen

Merkittävin edistys on saavutettu uusien katalyysimenetelmien kehittämisessä, jossa nanokokoisten reagenssien käyttö on monissa tapauksissa mahdollistanut katalyyttisten reaktioiden tehokkuuden (nopeus, saanto) jyrkän lisäämisen sekä homogeenisissa että heterogeenisissä systeemeissä. Nanomittakaavaisten materiaalien (esim. airgel tai xerogel V205) käyttö litiumakkujen katodeissa lisää merkittävästi niiden kapasiteettia, käyttöikää ja lataus-/purkausnopeutta.

Ympäristöystävälliset komposiittimateriaalit

Komposiittimateriaalien yhteensopivuus nanomittakaavan vieraiden sulkeumien kanssa avaa mahdollisuuden valmistaa korkealaatuisia materiaaleja erikoistarkoituksiin (esimerkiksi suodatusjärjestelmiin). Tällaisten komposiittien pohjalta voidaan luoda järjestelmiä, joille on ominaista lisääntynyt kestävyys ympäristön vaikutuksille, pitkä käyttöikä, alhaiset huolto- ja korjauskustannukset sekä vähäiset ympäristövaikutukset. Niiden pohjalta on mahdollista valmistaa kevyitä ja pieniä rakenteita ja laitteita, joille on ominaista alhainen energiankulutus. Komposiittinanomateriaaleille on ominaista suuri rakenteellinen monimuotoisuus, ja ne voivat olla joko hyvin yksinkertaisia ​​(teräs, jossa on oksideja tai nitridejä) tai erittäin monimutkaisia ​​(heterogeeniset komposiitit, joilla on ennalta määrätty, erittäin toimiva rakenne).

Jätteiden kierrätys

Nanorakenteisia materiaaleja käytetään yhä enemmän jätteiden käsittely- ja loppusijoitusprosesseissa orgaanisten epäpuhtauksien hapettamisesta TiO2-hiukkasten avulla raskasmetalliatomien sitomiseen nanomittakaavan absorboijalla. Monissa tapauksissa säteilyllä aktivoituja hiukkasia (liuoksissa tai aerosoleissa) voidaan käyttää hapettimina. Äskettäin on havaittu, että UV-säteilytetyt TiO2-nanohiukkaset voivat puhdistaa ilmaa useista epäpuhtauksista, mukaan lukien vaaralliset orgaaniset yhdisteet, solut, virukset ja myrkylliset kemikaalit. Nanosisoidut hiukkaset voivat pintansa asianmukaisen kemiallisen käsittelyn jälkeen (johdannaisten muodostuminen) ligandeilla tai reagensseilla sitoa tehokkaasti raskasmetalliatomeja tai passivoida kontaminoituneita pintoja. Lisäksi oletetaan, että nanoteknologia mahdollistaa kemikaalien tuotantoprosessien järjestämisen siten, että niiden aikana syntyy vähemmän jätettä. Pintakemiassa materiaaleja tutkitaan erityisesti suunnitelluilla nanorakenteisilla pinnoilla, jotka varmistavat, että tarvittavat reaktiot suoritetaan mahdollisimman vähän jätettä.

Energian muunnos

Energian saamiseen liittyvät prosessit (mukaan lukien sekä sähkön suora tuotanto että kuljetettavan polttoaineen talteenotto) aiheuttavat korjaamatonta vahinkoa ympäristölle. Nanosysteemit voivat muodostaa perustan uusiutuviin energialähteisiin perustuvalle energiantuotannolle, jonka toiminnassa syntyy paljon vähemmän vaarallista jätettä. Esimerkkinä on edellä mainittujen nano- tai mesomittakaavaisten materiaalien käyttö akkuelektrodeissa tai ajoneuvojen polttokennoissa.