Нанотехнології і наноматеріали для косметики нового покоління

Консультант

Консультант

Нанотехнології і наноматеріали для косметики нового покоління

Слово «нанотехнологія» вигадав і запропонував професор Токійського наукового університету Норіо Танігучі ще в 1974 році. На думку Танігуті, нанотехнологія включає обробку, поділ, об’єднання і деформацію окремих атомів і молекул речовини, при цьому розмір наномеханізмів не повинен перевищувати одного мікрона, або тисячі нанометрів.

Сьогодні під терміном «нанотехнологія» мають на увазі сукупність методів і прийомів, що забезпечують можливість контрольованим чином створювати і модифікувати об’єкти, що включають компоненти з розмірами менше 100 нм, що мають принципово нові якості і дозволяють здійснювати їхню інтеграцію в повноцінні системи макромасштабів. Практично, нано (від грец. Nanos-карлик) — це мільярдна частка чого-небудь, тобто нанометр — це метр, поділений на мільярд. Щоб візуально можна було уявити масштаб нанотехнологічних об’єктів, порівняйте тенісний м’яч і нашу планету — ось така різниця між звичайним і нанотехнологічних пристроєм.

Ще в 1959 році американський фізик Річард Фейнман, лауреат Нобелівської премії, висловив припущення, що незабаром багато матеріалів і пристроїв будуть виготовляти на атомарному або молекулярному рівні, і що це допоможе отримувати матеріали з небаченими досі властивостями. Однак лише через чверть століття, в 80-х роках, з’явилася вимірювальна і робоча апаратура, необхідна для роботи з нанорозмірними об’єктами, — сканувальними зондовими мікроскопами.

Поява нових матеріалів з новими властивостями завжди відігравали велику роль в історії цивілізації, виконуючи не тільки вузькоспрямовані функції, а й соціальні. Досить згадати, як сильно відрізнялися кам’яне та бронзове століття, століття пару і століття електрики, атомної енергії і комп’ютерів.

На думку багатьох експертів, XXI століття буде століттям нанонауки і нанотехнологій і вплив нанотехнологій на життя обіцяє мати загальний характер, змінити економіку і торкнутися всіх частин побуту, роботи, соціальних відносин. По суті нанотехнології дають початок Третьої, небаченої за своїм розмахом Науково-технічної революції (НТР-3) — появи нової реальності, яка змінить вигляд світу вже до кінця першого десятиліття XХІ століття.

Основні особливості наноматеріалів і технології їхнього отримання

«Звичайна» промисловість працює з тоннами і кубометрами, до чого всі звикли. Наноматеріали — продукт нанотехнологій — це щось особливе, що набагато складніше атомів і молекул, але як продукт високих технологій не вимагає великотоннажного виробництва, оскільки навіть один грам такої речовини здатний вирішити безліч проблем. Це приклад сучасної «гомеопатії», яка поставлена на цілком наукову основу і глибоко продумана.

Наноматеріали — не один «універсальний» матеріал, це великий клас безлічі різних матеріалів, що поєднує їхні різні сімейства з практичними цікавими властивостями.
Помилкою є і те, що наноматеріали — це просто дуже дрібні, «нано» частинки. Насправді, багато наноматеріалів є не окремими частинками, вони можуть бути складними мікро і макро об’єктами, які наноструктуровані на поверхні або в об’ємі. Такі наноструктури можна розглядати в якості особливого стану речовини, так як властивості матеріалів, утворених за участю структурних елементів з нанорозмірів, не ідентичні властивостям звичайної речовини.

Зміни основних характеристик речовин і матеріалів обумовлені не тільки порядком розмірів, але і проявом квантовомеханічних ефектів за домінуючої ролі поверхонь розділу. Ці ефекти наступають при такому критичному розмірі, який можна порівняти з так званим кореляційним радіусом того чи іншого фізичного явища (наприклад, з довжиною вільного пробігу електронів, розмірами магнітного домена або зародка твердої фази і ін.).

Важливою особливістю металевих наноматеріалів, що грає ключову роль при їхньому використанні в медицині, косметології, харчовій промисловості, АПК, є низька токсичність цих наноматеріалів, виявлена російськими вченими. Так, виявилося що токсичність наночасток металів у багато разів менше токсичності іонів металів: мідь в 7 разів, цинк в 30 разів, а залізо в цілих 40 разів. Це перевірено на численних експериментах з дотриманнями всіх норм.

Сьогодні існують десятки способів отримання металевих наноматеріалів, які умовно можна розділити на дві групи: хімічні способи і фізичні способи.

Металеві наноматеріали, отримані за допомогою хімічних методів, практично завжди несуть в собі не найкращу «спадковість» вихідних хімічних сполук, що робить проблемним їхнє використання в галузях з жорсткими вимогами до чистоти використовуваних матеріалів, в тому числі і в агропромисловому комплексі.

Найбільш прийнятними для таких галузей є металеві наноматеріали, отримані за допомогою нанотехнологій, заснованих на використанні фізичних явищ.

Фізичними способами отримання металевих наноматеріалів володіє лише незначна частина компаній-виробників наноматеріалів, розташованих, в основному, в США, Великобританії, Німеччини, Росії, Україні. При цьому, як Росія, так і Україна займають провідне місце в цьому напрямку отримання наноматеріалів. Більш того, Україна, завдяки розробці цілої групи нанотехнологій — ерозійно-вибухових нанотехнологій отримання наноматеріалів, має можливості вийти в світову групу провідних виробників наноматеріалів в цілому. До теперішнього часу стосовно великої групи наноматеріалів на основі металів Au, Ag, Cu, Co, Mn, Mg, Zn, Mo, Fe, отримані технічні умови (ТУ У 24.6-35291116-001: 2007) та налагоджено їхнє виробництво вітчизняним виробником.

Наноматеріали для косметики нового покоління

Особливий інтерес для косметики серед нових наноматеріалів, синтезованих за допомогою ерозійно-вибухових технологій, виявляють висококоординаційні аніоноподібні аквахелати нанометалів, які є найбільш перспективними для застосування в біосистемах в силу своїх нетоксичності, хорошої біосумісності з живою клітиною, а також своїх антиоксидантних властивостей.

Висококоордінаційні аквахелати нанометалів — це аналоги комплексних сполук, що складаються з комплексоутворювальника, яким є одна або кілька наночастинок, що мають поверхневий електричний заряд, і лігандів, в якості яких використовуються молекули води. Поверхневий електричний заряд у наночастинок створюють за допомогою вибухової електронної емісії з поверхні провідника при ерозійно-вибуховому диспергуванні металу. При цьому утворюються потужні потоки електронів. Наночастки, перебуваючи в потоці електронів, набувають на своїй поверхні електричний заряд зі знаком «мінус».

У аквахелатах в ролі лігандів виступають молекули води. При цьому кількість ліганд-молекул води є координаційне число, яке визначається кількістю пар електронів, що знаходяться на поверхні наночастинки. Ерозійно-вибухові нанотехнології дають можливість отримувати аквахелатні комплекси нанометалів з координаційним числом більше 12. Це досягається електризацією наночастинок. При цьому сферична форма наночастинок дозволяє отримати рівномірний електричний заряд на її поверхні, що створює умови для щільного оточення наночастинки молекулами води, що представляють собою диполі з зарядами зі знаком «плюс», розташованими на ядрах водню. Хелатування наночастинки молекулами води дозволяє аквахелату легко проникати через мембрани клітин, а наночастинкам легко «розкриватися», що створює умови для його високої активності.

Дуже перспективними для використання в косметичних препаратах є також гідратованих і карботування наночастинок, що містять в якості лігандів молекули води і молекули біологічно сумісних карбонових кислот, наприклад, лимонної кислоти, яка бере участь в циклі Кребса. Такі наноматеріали отримують заміщенням, щонайменше, одного ліганду в гідратної оболонки гідратованої наночастинки молекулою карбонової кислоти, і ліганди утворюють навколо наночастинки-ядра змішану наногідратну і нанокарбоксілатну оболонку.

Молекули карбонової кислоти в нанокарбоксілатной оболонці і молекули води в наногідратной оболонці утворюють негативно заряджений зовнішній шар в змішаній наногідратній і нанокарбоксілатній оболонці. Хелатування наночастинок-ядер одночасно наногідратною і нанокарбоксілатною оболонками підсилює можливості наночастинок легко проникати через мембрани клітин і легко «розкриватися» з оболонок, що створює умови для їхньої високої активності при збереженні високої екологічної чистоти. Це дозволяє використовувати такі наночастинки всередині клітинних мембран для посилення або гальмування певних метаболічних процесів або впливати на фізичні властивості клітин, тканин одноклітинних і багатоклітинних організмів.

Гідратування і карботування наночастинки можна використовувати як ефективну транспортну систему для перенесення різноманітних біогенних металів через клітинні мембрани. Наприклад, їх можна додавати в розчини, в яких зберігаються або вирощуються клітини або тканини. У разі багатоклітинних організмів, особливо ссавців, можна готувати з’єднання аквахелатов у вигляді харчових продуктів, напоїв, мазей, кремів, шампунів, засобів догляду за волоссям, очних і вушних крапель, рідин для полоскання рота, зубних паст, губної помади, дезодорантів, носових розчинів і аерозолів, шкірних мазей, ін’єкційних розчинів тощо.

Зараз нами вже отримані гідратовані і карботовані (цитратування) наночастинки благородних і основних біогенних металів: аквацітронаносрібло, аквацітронанозолото, аквацітронаномідь, аквацітронаномагній, аквацітронаномарганець, аквацітронанозалізо, аквацітронаноцинк, аквацітронанокобальт, аквацітронаномолібден.

Біогенні метали відіграють винятково важливу роль в організмі людини і їхнє отримання в екологічно чистій і біологічно сумісній формі важко переоцінити. Біологічна роль мікроелементів різноманітна: вони беруть участь практично у всіх видах обміну речовин організму. Вони є кофакторами багатьох ферментів, гормонів, вітамінів, беруть участь в процесах кровотворення, росту, розмноження, диференціювання і стабілізації клітинних мембран, тканинному диханні, імунних реакціях і багатьох інших процесах. Мікроелементи в косметиці потрапляють в організм через шкіру, минаючи травний тракт. Це пов’язано з тим, що наночастинки легко проникають через мембрани клітин.

До недавнього часу срібло практично не застосовувалося в косметології через складність і неймовірну дороговизну отримання неіонних розчинів.

Науково-технологічний прогрес XXI століття і бурхливий розвиток технологій оперування речовиною на рівні атомів, дозволили українським вченим отримати ту форму і ті параметри срібла, до яких так довго прагнули передові виробники.

— швидкісне загоєння ран, опіків, наривів;
— профілактика грибкових і вугрових захворювань;
— стимулювання імунної системи і процесів регенерації клітин;
— тонізуючий і відновлювальний ефект;
— антиалергічна дія.

Завдяки винаходу принципово нового способу отримання наночастинок фізичним способом (опис технології є на сайті: http://nanosvit.com/load/8-1-0-7 ), була створена серйозна конкуренція всьому ряду хімічних срібловмісних препаратів, які практично завжди несуть в собі не найкращу спадковість (про що часто замовчують виробники і на що рідко звертає увагу споживач).

— Технологія виробництва колоїдного срібла враховує всі останні стандарти і вимоги, визначені світовим співтовариством:
— в процесі виробництва наночастинок використовується тільки банківське срібло (99,9%) і вода вищого ступеня очищення, що гарантує чистоту і безпеку препарату;
— наночастинки срібла знаходяться в нановодній оболонці (нанокуля срібла «обліплена» молекулами води). Стабілізація водою забезпечує максимальну біосумісність наночастинки з живими організмами на противагу поширеному в наші дні способу стабілізації складними полімерами;
— за рахунок своїх фізико-хімічних властивостей наночастинки срібла в колоїдному розчині нейтральні по відношенню до інших сполук і можуть безболісно вводиться в косметичні та гігієнічні засоби (лосьйони, креми, гелі, шампуні, бальзами, маски і ін.)
Завдяки освоєним технологіям виробництва наноматеріалів в промислових обсягах, вдалося забезпечити конкурентну вартість колоїдного розчину наночастинок срібла і зробити його доступним для регулярного використання.

Наносрібло

Дезінфікуючі властивості срібла проявляються через його поверхню, яка контактує з середовищем. Чим більша і більш активна поверхня — тим сильніший її дезінфікуючий ефект.

Українськими вченими була розроблена технологія отримання наночастинок срібла, діаметр яких в десятки тисяч разів менший, ніж товщина волосини людини. У той же час ефективна поверхня контакту в десятки і сотні тисяч разів перевищує поверхню контакту цілісної речовини такої ж маси.

Колоїдний розчин наночастинок срібла — це двокомпонентний колоїдний розчин, який складається з наночастинок срібла та води вищого ступеня очищення. Наночастки в нановодній оболонці сприймаються клітинами людського організму як природний біосумісний компонент.

www.NanoSvit.com  — Виробник органічних мікроелементних комплексів з використанням нанотехнологій (Україна, м. Київ).

Повернення до списку



Товар доданий у кошик
Ошибка додавання товару у кошик
Дізнатись ціну