Косметика и текстиль: опасности и риски нанотехнологий и наноматериалов
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
Безопасность
Косметика и текстиль:
опасности и риски
нанотехнологий
и наноматериалов
Научное экспертное сообщество в последнее время ста-
ло осознавать опасности и риски нерегулируемого раз-
вития наноиндустрии и нанопродукции из-за токсичнос-
ти наноматериалов и недостаточности исследований
по этой проблеме. Под воздействием нанотехнологий и
дальше будет происходить радикальное преобразование
всех сфер современного производства. Однако все это
может остаться нереализованным без действенного кон-
троля за негативными последствиями от использования
нанотехнологий. Вернее, изменения будут существенны-
ми, но в них начнут преобладать реальные вредные пос-
ледствия.
Кричевский Г.Е., использованы для защиты человека
и природы от вредного воздействия
заслуженный деятель науки нанотехнологий.
РФ, профессор, д.т.н. Для этого с самого начала сле-
Проблема безопасности нанотех- дует производить оценку безопас-
нологий имеет свои специфические ности для всего цикла, для любых
особенности. Прежде всего это свя- вводимых в практику нанотехноло-
зано с тем, что наноматериалы ста- гий и наноматериалов: на экспери-
нут общепринятыми, проникнут в ментальной стадии, безопасность
быт, медицину, спорт, станут приме- пилотных разработок, промышлен-
няться при изготовлении бытовой ного производства, во всех сферах
и военной техники, одежды, обуви, использования, безопасность в по-
продуктов питания. Это технологии
междисциплинарные и межотрас-
№4 (6) сентябрь'2010
левые, поэтому от них можно ждать
успеха и риска во всех сферах дея- Остановить развитие нанотехнологий как одно
тельности человека. При этом поло- из основных направлений цивилизации 21-го
жительный и негативный опыт, нако-
пленный человечеством в 20-м веке века не представляется возможным, но реаль-
при использовании мирного и не- ные риски необходимо изучать, систематизиро-
мирного атома, методология, выра-
ботанная в этой отрасли, могут быть
вать и разрабатывать пути их минимизации.
102
Безопасность
тенциальных авариях, при останов- Конкретные примеры продукцией аналогичного назначе-
ке технологии, при хранении, за- отраслевых проблем. ния, имеет весьма существенные
хоронении отходов, содержащих Косметика и нанокосметика – достоинства. Даже при более низ-
наноматериалы. Об одной экстра- кой себестоимости ее более вы-
успехи и риски
вагантной, грозной и непривычной сокая потребительская стоимость
Текстиль, лекарства, бытовая
опасности говорится в споре меж- (цена) оправдана и гарантирует
электроника и косметика. С нано-
ду пионерами нанотехнологий Эри- большую прибыль. Но в нанокос-
продуктами именно в этих отраслях
ком Дрекслером и Робертом Смоли. метике не всегда обеспечивают-
общество встречается наиболее ча-
Речь идет о выходе из-под контроля ся более высокие потребительские
сто. На примере косметики рассмо-
самовоспроизводящихся, «размно- свойства. Иногда они, к сожалению,
трим достоинства и риски космети-
жающихся» молекулярных роботов- перекрываются опасностью продук-
ческой нанопродукции.
ассемблеров. Они способны, про- ции для здоровья. А в ряде случаев
Современная мощная система ре-
должая бесконечную работу по продукция, выдаваемая за нано, ни-
кламы формирует у широкого потре-
самосборке из сырья окружающей какого отношения к нанотехнологии
бителя мнение, что нанотехнологии
среды в автономном режиме при не имеет.
- современное, эффективное и про-
адекватном снабжении энергией, Косметическая индустрия с го-
грессивное направление, которое
перестроить, переработать любые довым оборотом в 200 млрд дол-
требует дополнительных расходов,
среды, попадающиеся на их пути, в ларов - один из основных реальных
поэтому должно стоить дороже. Это
популяцию новых ассемблеров или, игроков на рынке нанотехнологий.
коммерческий трюк. Во-первых, од-
как образно говорит Э. Дрекслер, в На долю этой отрасли приходится
ним из достоинств и целью нанотех-
«серую» грязь. Теоретически этот большинство патентов, связанных
нологий является достижение более
процесс, то есть экспоненциальный с наночастицами: зубные пасты,
низкой себестоимости по сравне-
рост, может продолжаться до тех солнцезащитные кремы, шампуни,
нию с традиционными технология-
пор, пока доступные энергии и ма- тени для глаз, краски и кондицио-
ми. И это принципиально возможно,
териалы не будут исчерпаны. неры для волос, губные помады,
это связано с сущностью нанотехно-
Э. Дрекслер не только подроб- гели после бритья, увлажнители и
логий.
но обсуждал такую возможность, но дезодоранты. Именно нанокосме-
Во-вторых, сама нанопродукция,
и предлагал в общих чертах опре- тика по числу патентов впереди на-
по сравнению с предшествующей
делить предосторожность для всех
стран, занимающихся разработкой
нанотехнологий. В косметике начали использоваться самые интересные
Более традиционные виды опас- наночастицы – фуллерены (особая форма углерода).
ности связаны с химическими свой-
ствами наночастиц, способными Но не все потребители нанокосметики знают, что
взаимодействовать с живыми си- эти наночастицы способны проникать через ге-
стемами. Как и в случае с ионизи-
рующим излучением, наночастицы
матоэнцефалический барьер и повреждать
в клетке образуют суперактивные клетки мозга.
частицы – радикалы разной приро-
ды, сильные окислители (перекиси,
синглетный кислород), способные
нарушать процессы жизнедеятель-
ности клетки, воздействуя на ДНК,
РНК и другие биологические объек-
ты клетки.
Очень важна дозиметрия наноча-
стиц в живых организмах, что тре-
бует специальных прецизионных
приборов и методик. Поскольку про-
явление специфических, в том чис-
ле и токсикологических, свойств
наночастицами связано с очень вы-
соким соотношением поверхности к
№4 (6) сентябрь'2010
объему или массе, эта величина S/V
часто принимается за физическую
меру потенциального воздействия
на живую систему. Но, конечно,
очень важно химическое строение,
геометрия частиц, распределение
их по размерам.
103
Безопасность
Обе рекламы безграмотны, лжи-
вы и не имеют никакого отноше-
ния ни к науке, ни к нанотехнологии.
Смысл этих реклам не может понять
никто: ни авторы, ни покупатели. Но
зато они – околонаучны и вводят в
заблуждение потребителя.
Всех производителей нанокос-
метики и действительно нано- и не
нано- объединяет более высокая
цена, которая на 50-100% (в неко-
торых особых случаях в десятки раз)
выше цены косметической продук-
ции без приставки нано-.
В косметике начали использо-
ваться самые интересные наноча-
стицы – фуллерены (особая форма
углерода). Но не все потребители
нанокосметики знают, что эти нано-
частицы способны проникать через
ноэлектроники, медицины, фарма- гематоэнцефалический барьер и по-
цевтики, текстиля, современного вреждать клетки мозга. Этим цито-
оружия. Объем розничных продаж статическим свойством фуллеренов
в косметике и парфюмерии в Евро- пользуются при разработке лекарств
пе в 2007 г. составил более 20 млрд адресной доставки к онкологическим
евро, а самый высокий показатель опухолям. Но вряд ли их небезопасно
темпов роста (29,7%) наблюдал- применять в нанокосметике.
ся для солнцезащитной косметики, Можно встретить и такую рекла-
основная часть которой изготавли- му крема: «Крем способен увеличить
вается с использованием наноча- грудь с первого размера до третье-
стиц (в основном TiO2 – двуокиси го: нанолипосомы, входящие в со-
титана). став препарата, расширяют грудь на
Массового покупателя косметики клеточном уровне, стимулируя раз-
«разводят» на наукоподобную, псев- работку грудных тканей и удлиняя
донаучную рекламу, имея в виду, что молочные железы». Вот это уже на-
потребитель и рынок клюнут на нау- стоящая ложь! Но на нее «ведется»
коемкую продукцию. Это способ вы- малообразованная огламуренная
делиться производителю среди кон- публика. Однако эти шедевры псев-
курентов, дать понять покупателю, донауки не означают, что в космети-
что на него работают самые умные ке нет реальных, истинных успехов
ученые планеты. Приведем несколь- нанотехнологий, основанных на се-
ко примеров наукоподобных реклам. рьезной науке.
«Крем, обогащенный проксила- Можно перечислить основные
ном, запускает выработку кожей пяти косметические продукты, в которых
видов коллагенов, борется с призна- используется или упоминается на-
ками хроно- и фотостарения!». Или: нотехнология по делу или для рек-
«В составе косметики нанокомплек- ламы.
сы работают на физическом уровне: Средства от и после загара (на-
за счет способности менять струк- нокапсулы витаминов); «возрастная»
туру с двухмерной на поверхности косметика (фуллерены, наночастицы
кожи до трехмерной внутри нее; на- глюконолактата, витаминов, липосо-
нокомплексы мгновенно проникают мы, оксид цинка, диоксид титана, на-
№4 (6) сентябрь'2010
в верхние слои эпидермиса и созда-
ют там тончайшую структурирован-
ную решетку, которая моментально
Одно из достоинств и цель на-
разглаживает поверхность морщин нотехнологий – достижение
и придает коже сияющий вид. Затем
решетки из наночастиц начинают со-
более низкой себестоимости
кращаться и подтягивать глубокие по сравнению с традиционны-
слои кожи».
ми технологиями.
104
Безопасность
нокапсулированный ретинол и вита- Наночастицы в клетке образуют
мины, нанолипосомы лактата натрия,
календулы, орешника, женьшеня, на- суперактивные частицы – радикалы
носомы витамина Е и провитамина разной природы, сильные окислите-
В5); крем против воспаления и зуда
(нанокапсулированный оксид цинка); ли, способные нарушать процессы
крем под глаза (фуллерены, липосо- жизнедеятельности клетки, воздей-
мы); румяна (пигменты, диоксид ти-
тана, оксид цинка); лосьоны для тела
ствуя на ДНК, РНК и другие биологи-
(антицеллюлитная «нанодоставка»); ческие объекты клетки.
моющие и очищающие средства для
тела (нанолипосомы витамина А);
бронзеры и осветлители (нанотальк, лой токсичности. Окислы металлов в отнести антимикробную. При повы-
нанокварц, нанотопаз, оксид цин- наноформе бесцветны и поглощают шении концентрации наносеребра в
ка, нановитамины); декоративная УФ, защищая кожу от его разруша- препаратах они переходят из разряда
косметика (глюконолактат); маски- ющего действия. В ближайшее вре- косметических в фармакологические
рующая косметика (пудра, диоксид мя двуокись титана будет заменена (лечение инфицированных ран).
титана, оксид цинка, наносферы ги- в этих кремах еще менее токсичным Между проникающими и непро-
алуроновой кислоты); кондиционеры диоксидом церия (СеО2). никающими через кожу нанокосме-
(диоксид титана); кремы от морщин К первой группе нанокосметики, тическими препаратами нет четкой
(оксид цинка); средства от облысе- не проникающей через кожу, можно границы, отсутствуют надежные си-
ния (наносомы); бальзам для губ (на-
ноксид цинка); блеск для губ (нано- Опасности нанотехнологий и пути их преодоления
порошок топаза, нанокварц); помада
(нанотопаз, нанокварц); средства от № Опасность Причины Пути решения
загара, искусственный загар (нано-
диоксид титана, нанопигменты, на- Специфические
новитамины) и т.д. Все вышеприве-
1 Использование Просто страх: первые Проводить разъяснительную
денное взято из реклам косметики
наноустройств. наноустройства не появятся работу и популяризировать
без изменения. раньше 2015-2020 года. соответствующие
Всю нанокосметику условно мож- нанотехнологии.
но разделить на две группы: поверх- 2 Нанотоксичность. Сообщения о вредном Проведение дополнитель-
ностного действия и проникающую воздействии нанообъектов, ных экспериментальных
через кожный барьер. недостаток исследований, формирова-
Первая группа не столь опасна экспериментальных данных. ние теоретических представ-
для здоровья, как вторая, наноин- лений о механизмах нано-
гредиенты которой, попадая в крово- токсичности.
ток, способны разноситься по всему 3 Воздействие нанообъектов Сообщения о воздействии Проведение дополнитель-
организму. К первой группе можно на ДНК и геномные нанообъектов ных экспериментальных
отнести «наноэмульсии», имеющие процессы. на ДНК, недостаток исследований, формирова-
экспериментальных данных. ние теоретических представ-
размеры капель от 100-100000 нм,
лений.
иногда капли бывают ~ 10 нм. Та-
4 Проникновение НО внутрь Сообщения о проникновении Проведение дополнитель-
кие эмульсии прозрачны, имеют хо-
клеток, органов тканей. НО через биомембраны, ных экспериментальных
рошие реологические свойства, но недостаток эксперименталь- исследований, формирова-
агрегативно не устойчивы. Ситуация ных данных. ние теоретических
похожа на микро- и наноэмульсии, представлений.
используемые для придания тексти- Неспецифические
лю тех или иных свойств, например, 5 Новое и непривычное. Просто страх. Проводить разъяснительную
эмульсии-смягчители. работу по нанотехнологиям.
Важной группой наночастиц, ис-
6 Потеря денег с неясной Отсутствие работ по анализу Организация исследований
пользуемых в косметике, не прони-
пользой. соотношения польза-вред. по соотношению польза-
кающей через кожу, являются пиг- вред от применения
менты, УФ-фильтры (солнцезащита) нанотехнологий.
№4 (6) сентябрь'2010
на основе оксидов металлов (цинк,
7 Риск. Отсутствие работ по анализу Организация исследований
титан и др.) и органики (бензофе- и оценке риска по анализу и оценке риска
нон), инкапсулированных в поли- нанотехнологий. нанотехнологий.
мерной матрице. Этот вид нанокос-
метики наиболее оправдан по своим 8 Незащищенность, Отсутствие законодательной Разработка законодательных
потребительским свойствам (тони- незаконность. и нормативной базы. и нормативных документов,
рование, защита от УФ-ожогов) и ма- регулирующих производство
и обращение нанотехнологий.
105Безопасность
Требования к нанопродукции существенно отличаются от требований Наиболее крупнотоннажным про-
к традиционным веществам, материалам и процессам изводством наночастиц в мире яв-
по следующим причинам: ляется двуокись титана (~ 2500 тонн
в год), причем 50% из этого идет на
отсутствие у организма эволюционно сформированной системы распознавания производство косметики. Установ-
и имунного ответа на наночастицы. Микрофаги не «видят» частицы размером лено, что наночастицы TiO2 способ-
менее 70 нм. Как следствие — накопление наноматериалов в растениях ны поражать нервные клетки мозга.
и животных и передача их по пищевой цепи в организм человека. Каталитическая активность TiO2 при
облучении УФ приводит к образова-
Устойчивость наночастиц к биотрансформации
нию высокореакционноспособных
активных частиц (радикалы, синглет-
ный кислород, перекиси), способных
разрушать как клетки микроорганиз-
мов и злокачественных опухолей, так
Аккумуляция наночастиц Окислительный стресс и здоровые клетки организма. Поэто-
в организме человека в клетках мозга, му использование оксидов металлов
повреждения клеточных в форме наночастиц (даже золота и
мембран в ДНК серебра) может быть как полезно, так
и вредно из-за их цитотоксичности.
Из сказанного выше следует, что
стемные исследования, связываю- перед выводом любого нанопродукта
щие размер частиц с их проникаю- на рынок необходимы серьезные ис-
щей через кожу способностью. Это следования по его токсичности и про-
зависит не только от размеров, но хождение специальной системы сер-
и от химического строения веще- тификации. Это доступно крупным
ства, геометрии частиц, характера фирмам-производителям косметики,
(возраст, пол, пористость, местора- имеющим большие прибыли.
сположение, степень повреждения Можно ожидать, что со временем
и др.) кожи. Многие молекулы, даже возникнет необходимость, и она бу-
ангстремного размера (10-1 нм), не дет реализована в форме «паспор-
проникают через кожу. В то же вре- та наноматериала» - документа, со-
мя даже микронные частицы способ- держащего значительно большие
ны проникать через дефекты кожи. показатели, чем стандартный «лист
И все же чем меньше размер частиц безопасности» (MSDS). На основа-
(при прочих равных условиях), тем нии такого документа производите-
легче они проникают через кожу в ор- ли нанокомпозиций, нанообъектов,
ганизм. Кожа человека (средний раз- наносистем, наноустройств и т.д. (в
мер пор здоровой кожи менее 20 нм) том числе нанокосметики и нанотек-
– продукт долгой эволюции, являю- стиля) смогли бы точнее предсказать
щийся очень хорошим фильтром, ба- поведение и функции наночастиц в
рьером для большинства наночастиц системах, в том числе их опасность
окружающей среды. Поэтому рекла- для человека и природы.
ма проникающей через кожу косме- Надо признать, что задачи, свя-
тики чаще всего не соответствует занные с минимизацией рисков от
действительности. нанотехнологий, чрезвычайно слож-
Отчет Еврокомиссии по токсично- ные. Они требуют высокого уров-
сти нанокосметики говорит, что дока- ня организации, политической воли,
зательств проникновения наночастиц ассигнований на планетарном и фе-
более 10 нм через здоровую кожу
нет. Большая часть населения Евро- Доказано, что наноразмерный алюминий в большой
пы имеет атипичную проблемную (ча- концентрации останавливает рост корней пяти сель-
стично разрушенную) кожу, а у 2%
хозкультур; побочные продукты производства одно-
№4 (6) сентябрь'2010
наблюдаются дерматиты. Проницае-
мость кожи возрастает при ее дефор- стенных углеродных нанотрубок
мации (на сгибах, при массаже).
Использование проникающей на-
повышают смертность и задержку развития
нокосметики, граничащей с лечеб- мелких ракообразных, а наносеребро нано-
ными средствами, оправдано в ле-
чебных целях (рак кожи, дерматиты, сит вред не только вредным, но и полезным
меланома).
микроорганизмам.
106Безопасность
деральных уровнях. Частной, но Чем меньше размер частиц,
очень важной частью этой проблемы
является необходимость применять тем легче, при прочих равных
чрезвычайно точную, очень дорого- условиях, они проникают че-
стоящую технику измерения частиц
наноразмера. рез кожу в организм.
О некоторых опасностях или
безопасности использования
нанотекстиля потребителей текстиля. Однако она отравляющих веществ, холода и пе-
Текстиль в различных формах, была сформирована еще до эры на- регрева и т.д. А медицинский и ле-
одежда, обувь, которые все чаще из- нотехнологий и сейчас, конечно, тре- чебный нанотекстиль находит ши-
готавливаются с применением на- бует корректировки как с точки зре- рочайшее применение в медицине
нотехнологий и содержат наноча- ния ассортимента используемых (защитная одежда медперсонала,
стицы, представляют определенную наночастиц, так и методов их обна- нательное и постельное белье для
опасность как для окружающей сре- ружения и корректировки норм со- больных, лечебные повязки, искус-
ды, так и для здоровья человека. Так, держания. Эти корректировки необ- ственные сосуды, элементы про-
одежда, нижнее и постельное белье, ходимы и для систем сертификации тезов различного вида, вплоть до
головные уборы, обувь контактируют нанообуви. устройств для корректировки работы
непосредственно или косвенно с ко- Поскольку нанотехнологии при- сердца, артерий и вен).
жей, домашний текстиль формирует ходят на отделочные фабрики тек-
среду обитания человека, гигиениче- стильной промышленности, то и Предварительные выводы
ский текстиль особенно тесно связан сами нанотехнологии должны быть Объективная экспертная, научная
с телом. На все виды текстиля, одеж- взяты под контроль, также необхо- оценка ситуации следующая: оста-
ды, обуви, головных уборов имеют- димо получить лицензию на безо- новить развитие нанотехнологий как
ся системы сертификации, основой пасность применения для персона- одно из основных направлений ци-
которых в первую очередь является ла фабрик и для окружающей среды вилизации 21-го века не представля-
принцип безопасности для здоровья (стоки, выбросы в атмосферу). ется возможным. Но реальные риски
человека. Как и в случае с другими нанопро- необходимо изучать, систематизи-
Наибольшей известностью поль- дуктами, нанотекстиль, с точки зре- ровать и разрабатывать пути их ми-
зуется система ЭКОТЕКС (100 и 200), ния его опасности и безопасности, нимизации.
в основу которой положена очень изучен очень слабо. Преобладают Помимо безопасности возникают
разумная оценка безопасности тек- ассигнования на разработку техно- и нравственно-этические проблемы
стиля для здоровья человека в зави- логий и продвижение на рынок нано- применения нанотехнологий, осо-
симости от области его применения. продукции. бенно в медицине, косметике, бы-
Все изделия, с точки зрения опасно- Заметим, что нанотекстиль не товой технике, одежде, домашнем
сти для здоровья человека, делятся только может быть опасен для здо- текстиле, военной технике и др. Об-
на следующие группы: ровья человека, но и, напротив, спо- щество должно обладать полной,
- детский ассортимент (самые собен защитить его (защитный на- объективной и ясной информацией о
жесткие требования); нотекстиль) от микробов, вирусов, достоинствах и недостатках нанотех-
- изделия, значительная часть по- различных видов излучения, пуль, нологий и принимать участие в ре-
верхности которых контактирует с шениях стратегических вопросов в
кожей человека (требования жест- лице экспертного сообщества и об-
кие); щественных организаций.
- изделия, не контактирующие с Следует признать, что во всем мире
кожей человека (требования мягкие); исследования по безопасности нано-
- домашний текстиль: ковры, пор- технологий существенно отстают от
тьеры, шторы и т.д. (требования их разработки и коммерциализации. А
жесткие, но нацеленный контроль за затраты на выявление этических, юри-
выделением летучих продуктов в ат- дических и социальных последствий
мосферу, например, формальдегид). внедрения нанотехнологий - от иссле-
Экотекс-100 описывает требова- дований влияния на здоровье челове-
№4 (6) сентябрь'2010
ния (нормы) по содержанию химиче- ка и окружающую среду.
ских веществ (красители, аппреты, Если мы не хотим загубить нашу
металлы, органика и т.д.) в текстиле, общую цивилизацию, такое положе-
а Экотекс-200 - методы определения ние дел необходимо срочно менять
содержания химических веществ в на планетарном уровне, менять пу-
текстиле и в воздухе при их эмиссии. тем изменения законодательства
Система хорошая, ею пользуются ~ на международном и федеральном
80% европейских производителей и уровнях.
107Вы также можете почитать
