Безпека застосування наноматеріалів і нанотехнологій як міждисциплінарна проблема сучасного матеріалознавства
Презентація до лекції
З дисципліни «Міждисциплінарні проблеми фізичного матеріалознавства»
Електронний ресурс PhysMetNet:
Boss//Stud_data/_Міждисциплінарні проблеми ФМ/Лекція 5/
План лекції
1.Вступ (уроки історії, актуальність проблеми безпеки матеріалів і технологій)
2.Створення системи безпеки нанотехнологій и продукції наноіндустрії як
комплексна наукова проблема
3.Глобальні ризики НМ/НТ для людства та оточуючого середовища
4.Експериментальні методи визначення потенційної небезпеки наноматеріалів
4. Математичне моделювання потенційної небезпеки НМ
2
1896 – відкриття радіоактивності
Беккерель (1852-1908)
1945 –трагедія Хіросими і Нагасакі
Чорнобиль 1986
4
Березень 2011 - Фукусима
5
Недооценка проблемы
безопасности: исторические
прецеденты
• Амфиболовый асбест
(«горный лён»): добывался в огромных количествах и широко использовался в технике в качестве огнеупорного материала
• Начиная с 1940-х годов ХХ
века доказана канцерогенность асбеста при ингаляционном поступлении
• В настоящее время
использование асбеста в качестве строительного материала в большинстве развитых стран ЗАПРЕЩЕНО
(Европейской комиссией была принята директива 1999/77/ЕС о запрете использования асбеста и асбестосодержащих материалов)
6
Недооценка проблемы безопасности: исторические прецеденты
•Полихлорированные бифенилы: широко использовались в качестве компонента промышленных диэлектрических жидкостей в электротехнике. В огромных количествах были выброшены во внешнюю среду
•Накапливаются в живых организмах; отличаются исключительно высокой устойчивостью к биодеградации;
•В настоящее время являются одним из главных глобальных контаминантов среды обитания (наряду с хлорорганическими пестицидами и радионуклидами)
7
Схема работы сканирующего туннельного микроскопа
8
Прогноз количества нанотехнологической |
|
|||||||
продукции в области пищевых производств, |
|
|||||||
доступной на рынке Российской Федерации, на |
||||||||
|
продуктов |
2010-2015 годы |
|
|
|
|||
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
900 |
|
|
|
|
|
|
|
|
800 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доступных |
700 |
|
|
|
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число |
400 |
|
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
|
|
Данные для расчёта |
|
200 |
|
|
|
|
|
|
Тренд числа патентов (кумулята) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
и апроксимация экспонентой |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Модель: |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
Q t Q0 1 t 2 t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
|
Объём продукции к году t |
Оператор «производства» |
|
|
Годы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«Оператор идей» |
|
|
|
|
|
|
|
Базовый объём продукции к году «0» |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нанотехнологии в пищевых производствах
Наноструктурированные ингредиенты и формы пищевых веществ (мицеллы, липосомы и др.)
Нанокапсулированн ые ингредиенты и добавки
Сконструированные
наноразмерные
добавки
Улучшение качества, текстуры, вкуса, меньшее количество жира
Улучшение
биодоступности нутриентов и добавок
Маскировка вкуса
Защита от деградации
Улучшение
биодоступности
Улучшение
биодоступности
Антимикробная
активность
Польза для здоровья
10