Нанокосметика и Генри Форд, или Назад в будущее

Н. С. Нужненко, генеральный директор ООО «КоролёвФарм»

Был чёрной тьмою мир окутан,
Да будет свет! И вот явился Ньютон,
(Александр Поп Сквайр. Эпитафия: предназначалась сэру Исааку Ньютону)

Но сатана не долго ждал реванша,
Пришёл Энштейн и всё как раньше.
(«Понеидельник начинается в субботу» А. и Б. Стругацкие)

За последние несколько лет в мировое сознание быстро вошло короткое слово с большим потенциалом. Это слово – «нано». Оно ассоциируется с сильнейшими сдвигами почти во всех областях науки и техники, имеющими важные последствия для этики, экономики, международных отношений, повседневной жизни и даже понимания человеком своего места во Вселенной. Мечтатели уповают на него как на панацею от всех бед. Паникеры видят в нем, возможно, новый этап биологических и химических войн.

Под аккомпанемент всей этой шумихи нанотехнологии, тем не менее, уже пришли из мира будущего в мир настоящего. Они уже породили шквал коммерческих изобретений: от быстросгорающих присадок для ракетного топлива до новых лекарств от рака или относительно точных и простых в обращении детекторов таких биотоксинов, как возбудитель сибирской язвы. Нанокремы для кожи и лосьоны для загара также уже присутствуют на рынке.

Да, о нанотехнологиях сейчас не говорит и не пишет только ленивый. Ничего не поделаешь. Мода! Автомобили у нас теперь моют на наномойках, линзы для очков произведены по нанотехнологии, одежда и обувь – с помощью всё той же нанотехнологии. Уже вовсю покупают эффективную нанокосметику – кремы и краски для волос – продавцы активно эксплуатируют бесплатно свалившийся на них бренд.

Существует множество мнений относительно того, куда движутся нанотехнологии, и к чему это может привести. Но эксперты и критики соглашаются в одном: не имеет значения, кто вы и чем занимаетесь. В скором времени данная наука и её технологии вмешаются в вашу жизнь.

А что происходит на самом деле? Существует ли нанотехнология в косметическом производстве? Это миф или реальность сегодняшнего дня?

Поскольку компания «КоролёвФарм» – контрактный производитель косметических средств, БАДов и сырья для косметики, то и поговорим о нанотехнологии не вообще, а применительно к этим сферам деятельности.

Цель данной статьи достаточно очевидна – попытаться визуально ознакомить читателя с некоторой областью нанонауки и нанотехнологии в сфере косметического производства. Это включает в себя демонстрацию предельного масштаба, в котором проектирует природа – молекулярного.

Область нанонауки возникла на пересечении традиционной науки и техники, квантовой механики и наиболее фундаментальных процессов самой жизни.

Она описывает то, как мы используем наши знания о наночастицах для создания материалов, машин и устройств, фундаментально меняющих образ жизни и действия.

Раз мы заговорили о визуальной идентификации, то нужно сказать, что визуализация процесса, особенно на производстве, вещь очень полезная.

А если так, то попытаемся проиллюстрировать применение нанотехнологий во времени.

О нанотехнологии древних

Нанотехнологии применялись достаточно давно. Примеров тому в истории очень много. Просто тогда, в прошлых веках, никто не знал, что это нанотехнологии. Термин нанотехнология появился только во второй половине ХХ века, поэтому никто не рассматривал с этой точки зрения артефакты, имевшиеся перед глазами в огромном количестве.

Россия. Башкирия. Чандарская плита или Карта создателя. Никто не знает, что это такое. По предположению некоторых исследователей, это карта части нынешней Башкирии в масштабе 1:100000 с нанесённой ирригационной системой. Таких каменных карт обнаружено несколько и есть гипотеза, что их столько, сколько необходимо для составления полной карты планеты Земля. Сам по себе факт удивительный, а если учесть, что карта повторяет не только рельеф местности, а еще и рельеф дна всех водоёмов – рек и озёр, становится вообще не понятно, с точки зрения современного человека, как она сделана. В плите обнаружено сочетание элементов не существующих в природе. Первый 14-ти сантиметровый слой плиты – чистый, без кварца, доломит – осадочная порода (жаростойкая и устойчивая к радиации), которой в чистом виде в природе нет. Доломит укреплён вторым слоем толщиной 1,5–2 см из материала, похожего на диопсидовое стекло с такой же микроструктурой, как у титановых сплавов высочайшей твёрдости, для изготовления которых сейчас применяют нанотехнологии. На этом слое воспроизведён объёмный рельеф местности. Местность как будто вылеплена из пластилина в нужных пропорциях, т.е. в определённом масштабе показаны не только ширина, но и глубина рек, ручьёв, каналов, ущелий, возвышенностей и т.п. Третий слой в 1 миллиметр – белый фарфор.

Ирак, территория древней Месопотамии. В 1992 году археолог Джон Ольрим обнаружил хрустальные линзы. Эта находка в ученых кругах вызвала огромное недоумение. Датировать возраст линз методом археологической хронограммы не удалось. По глубине залегания в грунте – 6–5,5 тыс. лет назад.

Линзы отшлифованы с помощью технологии, которая стала доступна человечеству только лет десять назад. Химический метод обработки предполагает использование сложного углеродного соединения радия. На поверхности линзы имеются микроскопические, на уровне молекулярной решетки, симметричные трещинки, которые сохранили радиевый «отпечаток», радий, оставил след своего участия в процессе создания этого предмета. А это говорит о том, что древние уже умели работать с такими материалами.

Удивительно и то, что линзы склонны к самоочищению. Сегодня это явление носит название «эффект лотоса». Такая физическая способность материала может быть создана только с применением нанотехнологий. Эти чудеса уже начинают внедряться в нашу жизнь, но стоят пока чрезвычайно дорого.

Древний Египет. Чернила и тушь. Древнейшими чернилами считают тушь. Ее применяли еще несколько тысяч лет назад, и не только в Египте. Тушь изготавливали из ламповой сажи, воды и камеди.

Если попытаться подсчитать объём производства и применения – это даже не сотни килограмм чернил, изготовленных исключительно по нанотехнологиям, а значительно больше. Тушь широко применяется и в настоящее время. По прочности ей уступают все остальные виды чернил.

Древнейшая, дошедшая до нас математическая рукопись египтян написана тушью около 4 тыс. лет назад. Она хранится в Москве, в Музее изобразительных искусств им. А. С. Пушкина, и называется Московским папирусом.

В древнем Китае также делали чернила на основе углеродных наночастиц, осаждённых из дыма горящих свечей, со средним размером частиц – 5 нм.

Шлифовальные, токарные и другие станки. В древнем Египте, а до этого в центральной и южной Америке, строители, при возведении пирамид и других культовых сооружений использовали каменные блоки весом от нескольких килограмм до сотен тонн. Древние строители пилили и шлифовали часть этих блоков. Современное оборудование не имеет такой возможности. Фрезы, которые используются в настоящее время, имеют в диаметре 3 метра. Это на грани возможности современной технологии. При этом толщина такой фрезы, зубья которой усеяны алмазами, несколько сантиметров. Меньше не получается, так как по законам физики, фрезы с меньшей толщиной диска разрушаются. Тем не менее, следы распилов и надпилов, оставленные древней фрезой, составляют несколько миллиметров. Как быть? Понятное дело, что твёрдость и прочность металла древней пилы многократно превышала все характеристики современных фрез. И известно, что создать такие материалы, а они уже появляются, возможно только, овладев нанотехнологией.

Краска для волос. Наконец-то наша тема – косметика. Древнеегипетским парикмахерам удавалось добиться, чтобы красящая паста реагировала с серой, входящей в состав кератина, и образовывались частицы галенита размером до 5 нанометров. Они-то и обеспечивали равномерное и устойчивое окрашивание.

Необходимо сказать, что археологические исследования захоронений на территории древней Греции, Китая и других стран, также подтверждают использование аналогичного состава краски для волос. Эти составы также содержали наночастицы, которые обеспечивали очень длительный и стойкий окрашивающий эффект.

Кажется странным, но применяя современный научно-технический потенциал и знания в области химии и косметологии, современные производители красок все еще не могут обеспечить такого эффекта.

Ещё одно древнейшее применение нанотехнологий в косметологии – красящие вещества использовали некоторые народы Южной Америки и Азии для нанесения ярких ритуальных и боевых раскрасок. Знаменитая голубая краска майа, сохранившая свою яркость до наших дней, получалась путем смешения частиц органического (дерево индиго) и неорганического (глина) происхождения. Органические красители, как правило, легко разрушаются, однако в этом случае союз с неорганическими наноструктурами обеспечил им хорошую защиту.

Древний Рим. Кубок Ликурга, изготовленный в IV в. н.э., изменяет свой цвет из-за плазмонного возбуждения металлических частиц в стеклянной матрице. Если зеленоватую чашу осветить изнутри, она будет казаться красной. Эффект объясняется присутствием в стекле наночастиц золота и серебра в соотношении 3:7.

Справка: плазмонные материалы можно использовать для увеличения яркости светодиодов до уровня яркости ламп накаливания. Еще в 1980-х гг. исследователи обнаружили, что плазмонное усиление электрического поля на границе металл-диэлектрик повышает интенсивность излучения люминесцентных красок, расположенных вблизи поверхности металла. Позже стало очевидно, что такой тип усиления свечения под действием поля может значительно увеличить интенсивность излучения квантовых точек и квантовых ямок (миниатюрных полупроводниковых структур, которые поглощают и испускают свет), повышая, таким образом, эффективность и яркость твердотельных светодиодов.

Средние века, Возрождение

Изготовление цветного стекла в эпоху Возрождения, да и в более раннее время, для прекрасной посуды, витражей соборов и дворцов – тоже нанотехнологии.

Здесь уже счет идёт на тысячи тонн. Объем впечатляет, а это значит, что технологией владели не десятки и даже не сотни, а тысячи мастеров. Учёные полагают, что витражи были не только произведениями искусства, но и фотокаталитическими очистителями воздуха, удаляющими органические загрязнения. Катализаторами служили наночастицы золота.

«Золото, в виде наночастиц, становится очень активным под действием солнечного света. Электромагнитное поле солнечного света совпадает с осцилляциями электронов частиц золота и возникает резонанс. В результате, магнитное поле поверхности золотых частиц может значительно расширяться на длительное время, разрушая молекулы веществ, загрязняющих воздух» – считает адъюнкт-профессор факультета физики и химии Квинслэндского технологического университета Zhu Huai Yong.

Керамика Деруты. Гончары из итальянской провинции Умбрия в XV-XVI столетиях использовали нанотехнологии в промышленных масштабах. Среди образцов керамики Деруты имеются предметы, покрытые радужной или металлической глазурью. Некоторые сверкают золотым блеском, другие переливаются, меняя свой цвет под разными углами. Это происходит благодаря наличию в краске крошечных частичек металла размером от 5*10–9 до 10–7 метра – т.е, наночастиц.

Технология изготовления сусального золота, толщина тончайших листов которого находится на уровне 100 нанометров, дошла до нас в почти в неизменном виде. А само сусальное золото по современной терминологии относят к наноплёнкам. Золочение сусальным золотом считается самым древним способом золочения. Он был известен еще в 2500 г. до н.э в Египте, Индии, Китае и Греции, откуда проник на Русь.

Искусство выделывать из золота тончайшие листки упоминает еще Гомер, а Плиний уточняет, что одна унция золота дает 750 квадратных листков шириной в четыре пальца.

Есть ещё пример – применение коллоидных частиц металлов для окраски стёкол и керамики. Всем хорошо известны рубиновые звёзды московского кремля, но мало кто знает, что рубиновую окраску стеклу придают коллоидные частицы золота диаметром около 20 нанометров. А ведь производство окрашенных стёкол известно с древнейших времён и мы также можем отнести его к нанотехнологиям, использующим и применяющим наночастицы металлов.

В Эрмитаже хранятся тысячи стеклянных предметов, изготовленных античными мастерами, – бусы и амулеты, печати и камеи, воинские награды и миниатюрная скульптура, образцы стеклянной мозаики и, конечно, разнообразные сосуды. Многие из них – это цветное стекло, для окраски которого использовались оксиды различных металлов, частицы которых имели наноразмер. Стеклоделательные производства были в древнем Египте, Греции, Риме, Месопотамии, Сирии, Китае и во многих других странах. Располагались они и на территории нынешнего российского Причерноморья. Так что говорить об этом явлении как о редком и исключительном – не стоит. Мастера хоть не догадывались, что они нанотехнологи, но были ими по сути. Легендарный Аристотель описывал природное явление – всё подброшенное вверх, падает вниз, но только великий Ньютон сформулировал всемирный закон тяготения. Однако это не значит, что до формулировки закон не работал.

Как видим, примеров достаточно, чтобы убедиться в том, что такого рода технологии применялись, можно сказать, в повседневной жизни человека достаточно давно. Но почему-то сейчас применение нанотехнологий связывают со многими бедами, грозящими человечеству.

Наше время

В процессе жизнедеятельности человек постоянно генерирует огромное количество макро-, микро-, и наночастиц. Наночастицы образуются при различных процессах, происходящих в повседневной жизни: горение свечей и лампад, при работе паровых двигателей и двигателей внутреннего сгорания, при горении костров, доменных печей, при работе ТЭЦ, производстве асфальта и цемента и т.п. Об извержении вулканов говорить страшно. И даже при приготовлении пищи. В помещении кухни аэровзвесь содержит около 300 тыс. (!) наночастиц в 1 кубическом сантиметре воздуха.

Объём лёгких, среднестатистического взрослого человека составляет около 6 литров.

Один литр равен 10 тыс. см3. Если произвести только одно арифметические действие – умножение, мы определим, что всего за один вдох в лёгкие поступает около 18 млрд наночастиц. Надо заметить, что человек дышит постоянно – средняя частота дыхания 14 -16 вдохов в минуту. Далее умножим на часы, сутки, месяцы и годы. И это только при одном процессе – приготовлении пищи. Нас окружает множество других процессов, в которых генерируются наночастицы. При курении размер продуктов горения табака составляет 0,01–4 микрона. Указанная нижняя граница, в соответствии с определением, уже есть наноразмер.

Жители мегаполисов в часы пик вдыхают невероятное количество наночастиц. Причём эти продукты горения очень вредны, содержат испарения металлов и их солей.

А ещё нас окружает неисчислимый объём – не количество, а именно объём, – подсчитать количество просто не представляется возможным – биологических нанообъектов – бактерии, вирусы и т.п.

Таблица 1. Таблица визуализации принципа Феймана

степень

м

см

мм

мкм

нм

макро диапазон

1

100

1 000

1 000 000

1 000 000 000

Один из публичных эталонов метра, установленных на улицах Парижа в 1795–1796 гг.

10–1м

0,1

10

100

100 000

100 000 000

Клеевой карандаш 9,844 – совсем немного не дотянул до 10 см

10–2м

0,01

1

10

10 000

10 000 000

Один рубль

10 -3 м

0,001

0,1

1

1 000

1 000 000

Бумага листовая А4 для офисной техники. Измерение произведено микрометрометром. Толщина бумаги составляет 100 мкм или 100 000 нм. Фото из архива ООО «КоролёвФарм»

микро диапазон

10 -4 м

0,0001

0,01

0,1

100

100 000

Биоклетка, инфузория туфелька. Размеры разных видов туфелек составляют от 0,1 до 0,6 мм, парамеции хвостатой – обычно около 0,2–0,3 мм

Толщина человеческого волоса составляет от 70 (70 000 нм) до 100 мкн (100 000 нм). На экране электронного микрометра 0,075мм. Фото из архива ООО «КоролёвФарм».

Пыльца растений размер 20 – 100 микрон

10 -5 м

0,00001

0,001

0,01

10

10 000

Домашняя пыль размер 1 – 70 мкн. 1 000 – 70 000 нм

Эритроцит крови. У человека диаметр эритроцита составляет 7,2–7,5 мкм, толщина – 2 мкм, объём – 88 мкм³

Размеры дрожжевых клеток обычно составляют 3–7 мкм в диаметре. Есть данные, что некоторые виды способны вырастать до 40 мкм. Фото из архива ООО «КоролёвФарм»

Толщина паутины около 2 микрон

Кишечная палочка размером 0,4–0,8 х 1–3 мкм, объём клетки составляет около 0,6–0,7 μm³ Фото из архива ООО «КоролёвФарм

Табачный дым, размер частиц от 0,01 до 4 мкм

Указанная нижняя граница, в соответствии с определением, уже есть наноразмер

Кремовая эмульсия, произведенная на классическом гомогенизаторе, размер частиц в диапазоне 0,7 – 1мкм. Фото из архива ООО «КоролёвФарм».

10 -6 м

0,000001

0,0001

0,001

1

1 000

10–6 м 0,001мм = 1мкм = 1000 нм. Минимальный размер элементов БИС. В настоящее время успехи литографии обеспечивают уменьшение размеров элементов БИС до 0.1 мкм.

нано диапазон

10 -7 м

0,0000001

0,00001

0,0001

0,1

100

Изображение ВИЧ с электронного 0,0001мм = 0,1мкм микроскопа.

Кремовая эмульсия, произведённая на гидрокавитационной коллоидной мельнице. Размер наносфер 40 -100 нм (0,04 – 0,1 мкм). Устойчивость, т.е. стабильность, наносфер без ПАВ сохраняется в течение 8 – 12 месяцев Фото из архива ООО «КоролёвФарм».

10 -8 м

0,00000001

0,000001

0,00001

0,01

10

Молекула ДНК в белковой оболочке под электронным микроскопом. Ширина двойной спирали ДНК составляет от 22 до 24 Å, или 2,2 – 2,4 нм, длина каждого нуклеотида 3,3 Å (0,33 нм)

10 -9 м

0,000000001

0,0000001

0,000001

0,001

1

На рис. представлено схематическое изображение атома водорода. Если положить в линейный ряд десять атомов водорода, расстояние от первого до последнего будет равно 1 нм.

Работа Н.С. Алдунина: идол и священная роща на срезе человеческо го волоса. Это фото выбрано мною для публикации, так как на нем автором работы указан размер игрушки на ёлке – 0,01мм-10мкм, что равно 10 тыс. нм. Эта фотография послужила идеей для изготовления собственных сравнительных габаритных фотографий для визуализации.

Под объективом микроскопа мы разместили кишечную палочку (Escherichia coli, Bact. coli, Bact. Coli commune) и волос человека. Клетки палочковидные, со слегка закруглёнными концами, размером 0,4–0,8х1–3 мкм.

На фото ниже тот же волос без увеличения. Как видно на микрометре, его толщина составляет 75 мкм, т.е. 75 тыс. нм.

Толщина волоса среднестатистического человека около 80 микрометров. Значит, если волос разделить на 80, получим 1 микрон. А вот теперь эту часть – 1 микрон, нужно разделить ещё на тысячу и мы получим 1 нанометр.

Арифметическое действие – деление – понятно, а вот как физически представить эту величину, с чем сравнить, с чем сопоставить?!

Есть ещё одно, очень впечатляющее сравнение: если положить в линейный ряд 10 атомов водорода, то расстояние от первого до десятого атома и есть 1нм. Но что такое атом? Понятие «атом» известно со времен всё той же античной Греции, но вот представить и физически ощутить этот размер, думаю, очень сложно.

Один метр представить легко. Этой единицей измерения мы пользуемся ежедневно. Километр тоже понятно – есть визуальное восприятие. С сотнями километров тоже понятно. Всё ясно, когда человек оперирует величинами макромира. Он в нём живет и он ему привычен.

Но как быть теперь уже даже не с микромиром, а с нано-, что на три порядка меньше микро-?

Получается, что мы говорим о вещах, о которых имеем очень слабое представление. Но исступлённо повторяем малопонятные слова и радуемся, когда нам продают ароматизирующие жидкости, произведённые по нанотехнологии. Самое интересное, что технология производства почти не изменилась за последние 60–70 лет – мы не говорим сейчас о фасовочно-дозирующем и упаковочном оборудовании. Итак, великий Фейман еще не произнёс в 1959 году своё знаменитое «Там внизу много места!», а наша промышленность и парфюмерпром уже работали по нанотехнологии и не заботились нанобезопасностью. И получается, что испытания этой нанопродукции уже произведены в течение длительного времени на огромном количесте потребителя! То есть на нас с вами.

Вспоминается собственный случай. На 23 февраля в 69 году мне подарили дезодорант «В полёт». Стильно так, креативно и молодёжно – флакон под давлением, с распылителем, тёмно-синего цвета, с белым следом эмерсии взлетающей ракеты. А так выглядит один из аэрозолей (нанопротектор для обуви) сегодня… Чем отличается тот аэрзоль от нынешнего? – мне не понятно и чётко сформулировать не могу. Тогда дезодорант производился по ТУ в рамках ГОСТа и не имел СЭЗ и Сертификата соответствия – теперь СГР. Сейчас подобные продукты производятся по тем же документам, практически не претерпевшим изменений в части, регламентирующей технологию, но имеют СЭЗ и СГР. Отличие, можно сказать, только в двух цветных бумагах установленного образца? Сейчас принят регламент. Предполагается, что с вступлением его в силу действие распространится на все сферы производства. Однако, нужно и понимание того, что принятие закона не обеспечивает его действие. Это возможно только при проведении соответствующего контроля. А вот с контролем как-то грустно, ибо методов контроля практически нет. В этом беда и контролирующих органов, и добросовестных производителей. Так как в складывающейся ситуации контролирующим органам проще «не пущать», чем разбираться в доказательной базе производителя, поскольку её, доказательную базу, многие, в буквальном смысле, просто рисуют, а разбираться, как уже говорилось, нет возможности.

Согласно «Концепции развития в Российской Федерации работ в области нанотехнологий на период до 2010 года», нанотехнология была определена как совокупность методов и приемов, обеспечивающих возможность контролируемым образом создавать и модифицировать объекты, включающие компоненты с размерами менее 100 нм, хотя бы в одном измерении, и в результате этого получившие принципиально новые качества, позволяющие осуществлять их интеграцию в полноценно функционирующие системы большего масштаба.

С термином определились. Теперь о производстве, ощущениях и визуализации. Понятно, что лучше, как всегда, один раз увидеть, чем сто раз услышать.

Первый опыт применения нанотехнологий и наноматериалов у нас был в 2002–2003 г.г. Компания КоролёвФарм – контрактный производитель. Сейчас уже не надо пояснять значение этого термина – производство продукции на заказ для владельца торговой марки, но в ту «эпоху» это было ещё как-то в новинку. Во всяком случае не столь распространено как в настоящее время. Так вот, к нам обратилась одна из фирм, занимавшаяся косметической дистрибьюцией. У этой компании был замечательный продукт – сопочные и иловые грязи озера Эльтон. Эти грязи по своим эффектам превосходили грязи Мёртвого моря. Об этом свидетельствовали отчёты о проведённых испытаниях, выданные очень уважаемыми научными и лечебными учреждениями, как отечественными, так и зарубежными. Всё было замечательно, но этот продукт имел один недостаток – огромное микробиологическое обсеменение – 109–1012. Для пелоидов это нормально, ведь они и являются продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Одна из причин бальнеологического эффекта кроется в этом. Но дальше всё равно можно не объяснять – закон предусматривает максимально допустимое ОМЧ – 103. Применение консерванта не решало проблему, так как дозировка превышала предельно допустимую, а продукт не стабилизировался. Вот с этой проблемой к нам и обратились коллеги.

Было проведено много исследований и испытано много методов, но они не дали положительного результата. Вот тогда, как один из способов, мы решили применить гидрокавитационную коллоидную мельницу. После двух рециркуляций ОМЧ снизилось с 1012 до 103, а с дальнейшим применением стандартных консервантов стабилизировалось до 500. Продукт стал допустим к применению. Успех на лицо. НО!…. от производства продукта мы всё-таки отказались. Дело в том, что при нанесении на кожные покровы грязь исчезала. Это происходило и при повторном нанесении. Было такое впечатление, что продукт «проваливается» в кожу, как в бездонную пропасть.

Объяснение этому эффекту мы нашли одно – система, которая получилась при обработке пелоида ГККМ, была настолько мелкодисперсная, что практически беспрепятственно проникала внутрь кожи. Вот этот эффект и послужил поводом для отказа от производства – всё-таки пелоид, т.е. грязь, хоть и с замечательным терапевтическим эффектом.

О нанотехнологии мы тогда не говорили, так как сторонние специализированные компании не смогли определить, что размер частиц битумной эмульсии!, полученной на ГККМ, находится в нанодиапазоне. Мы специально усложнили задачу для себя и для производителя смесительного оборудования, произвели эмульсионную систему «вода-битум» и «битум-вода», справедливо полагая, что, если будет произведена мелкодисперсная эмульсия без ПАВ с таким тяжёлым материалом как битум, то на косметических восках эта технология будет легко осуществима.

Была ещё одна причина – негласная монополизация, как нам показалось из практики, некоторыми структурами самого понятия нанотехнология. Звучало оно ругательно в устах тех, кто не был с этими структурами связан. Ну а тот, кто обжигается на молоке, как известно, дует и на воду. Мы очень обожглись при работе с экстрактами меристемальных, т.е. стволовых растительных клеток. Очень это не понравилось контролирующим органам и проект по производству экстрактов меристемальных клеток методом электроимпульсной плазменно-динамической экстракции, в который было вложено очень много, был закрыт с большим скандалом. Правда теперь эти экстракты и готовую продукцию нам поставляют некоторые зарубежные компании, но это уже совсем другая история. Итак, опасались. Но тут как-то попалась на глаза одна из публикаций в отечественном СМИ под следующим заголовком: «Косметическая индустрия скрывает от потребителей нанотехнологию». Далее приводим выдержку:

«Согласно исследованиям, проведённым британским потребительским журналом Which?, косметические компании оставляют потребителей в неведении и не раскрывают всех секретов использования нанотехнологии. В ходе исследования журнал обратился к 67 косметическим компаниям, спросив их об использовании нанотехнологии для производства своей продукции. Лишь 17 компаний ответили на запрос журнала. Причём только восемь из них охотно поделились информацией о том, как они используют нанотехнологию».

Почему же они скрывают, а вернее сказать, не подтверждают? Ответ прост и лежит на поверхности – подтверждать просто нечего. Все разговоры о ноу-хау, коммерческой тайне и т.п. не выдерживают никакой критики. Подтверждать нечего, а ещё более важно – нечем. Нет методик и нет соответствующего оборудования. Правда нужно оговориться, что сейчас этот пробел пытаются заполнить – появляется оборудование и законодательная база, но этого явно недостаточно. Поэтому многие производители и авторы публикаций о нанокосметике, она же нанокосмецевтика, особенно не утруждаются – практически все подтверждения – это «мультики». Да, да, обыкновенные схематические рисунки из которых следует, в соответствии с умозаключениями авторов, что процесс происходит именно таким образом, каким они его нарисовали в фотошопе. Научный подход, ничего не скажешь. Это ещё один повод вернуться в начало – к вопросу о визуали- зации.

Поневоле вспоминаются слова первого вице-премьер С. Иванова, уже много раз опубликованные в СМИ. Выступая 19 марта 2008 года в Совете Федерации, он заявил: «Продукция на основе нанотехнологий – это не нанопурга, а реальность». Но пока, по его словам, нанотехнологии освоили только жулики, которые уже рекламируют всевозможные нанокремы. – «Никто не знает, что будет с вашей рукой, когда вы их намажете. И никакого нано – там нет. Просто модное слово взяли», – предупредил первый вице-премьер. Другие «жулики» тем временем пытаются покуситься на 130 млрд рублей, которые государство выделило госкорпорации «Российские нанотехнологии», и представляют «завиральные и фактически неосуществимые проекты».

Да, такое высказывание высокопоставленных и уважаемых государственных мужей вряд ли добавит энтузиазма. Но ведь и возразить нечего, так как уже говорилось – практически одни «мультики», а опасения всё-таки остались.

Так что же, нанокосметика – это фантастика или реальность? Мы решили пойти по пути тех восьми компаний, которые охотно поделились с британским журналом информацией о том, как они используют нанотехнологию.

На фото представлены образцы кремовой эмульсии, полученные на гомогенизаторе и с применением новой технологии на гидрокавитационной коллоидной мельнице.

Цена деления микрометрической шкалы равна 0,2мкм = 200нм (1мкм = 1000нм)

Образец косметического крема, полученного на гомогенизаторе (фото 1), здесь представлен с увеличением 1500. Как видно на фотографии, размер частиц кремовой эмульсии имеет очень широкий диапазон и колеблется от 0,5 до 1 и более мкм, т.е. от 500 до 1 тыс. и более нанометров.

Ниже (фото 2) образец косметического крема, полученного на гидрокавитационной коллоидной мельнице. Однако, на этой фотографии видна совсем другая структура кремовой эмульсии и иная степень её гомогенности и размера частиц. Диапазон размеров у 97% наносфер кремовой эмульсии укладывается на шкале от 40 до 100 нм, что составляет 0,04–0,1мкм. И здесь необходимо вспомнить определение, из которого следует, что нанотехнология оперирует размерами от 1 до 100 нм, хотя бы в одном измерении из трёх: длина, ширина (толщина) или высота. Но наносфера, даже если она и не идеально сферической формы, согласно эвклидовой геометрии, имеет только один размер – диаметр. И этот размер – от 40 до 100 нанометров.

А отсюда вывод: всё-таки она есть! – Нанокосметика. И приведённые фотографии тому доказательство.

В определении, что можно считать нанопродукцией, есть некоторое лукавство. Если при производстве, согласно этого определения, вы внесли в свой продукт хотя бы 10% ингредиентов, являющихся нанообьектами, то такая продукция может считаться нанопродукцией. Мы же говорим о другом, о технологии, принципиально отличающейся от такого способа и позволяющей производить тонкодисперсную эмульсию с размером наносфер в диапазоне от 40 до 100 нм.

Бензиновый двигатель и автомобиль были известны задолго до Генри Форда, но только он сумел сделать их дешевыми и начать автомобильную эпоху. Наш вклад я вижу именно в том, что созданную нами нанотехнологию можно сделать достаточно дешевой и с успехом применять её при производстве косметических средств и продуктов питания.

Более того, эти продукты могут быть продуктами с уникальными заданными сенсорными свойствами, отвечающими всем требованиям безопасности косметической и пищевой продукции.

Говорить о фундаментальных исследованиях мы не можем, о работе ради работы – бессмысленно. Поэтому можно сказать о тех эффектах в прикладном плане, которые получаются при производстве наноэмульсий.

Здесь приведена сравнительная таблица размеров, которая наглядно иллюстрирует принцип Феймана.

Литература

  • Нанотехнологии: протое объяснение очередной гениальной идеи. М.Ратнер, Д. Ратнер
  • Опасности и риски нанотехнологий и принципы контроля за нанотехнологиями и наноматериалами. Г.Е. Кричевский д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ
  • Нанотехнологии – технологии будущего, но станут ли они будущим косметологии? Ева Старжик, Анна Фридрих, Александра Сойга
  • Нанотехнологии: от архаики до современности. В. Бокарёв, к. х. н, доцент
  • Очарование нанотехнологии. У. Хартман
Источник: № 9 (136) ноябрь 2012

Добавить комментарий