Нанозащита от биологического и химического оружия

Нанозащита от биологического и химического оружия

Нанотехнологические компании уже несколько лет подряд совершенствуют системы защиты от химического и биологического оружия. Только в 2002 году правительство США выделило на исследования средств биологической и химической защиты полмиллиарда долларов. В итоге за срок финансирования с 2002 по 2004 рядом компаний были разработаны эффективные защитные средства – от защитных перчаток, которые не пропускают токсичные вещества, до специальных кремов, которые уменьшают токсичность патогенов, попавших на кожу солдата. Опишем некоторые из них.

Компания NanoScale Materials Inc. в этом году предложила коммерческий продукт на основе нанотехнологий, который нейтрализует токсичные химикаты. «Естественно, одним из основных потребителей нового продукта будут военные» – сказал Том Аллен, вице-президент компании.

Со времени терактов 11 сентября в США компания совершенствовала средства защиты от химического и биологического оружия. «Основное направление нашей работы состоит в выпуске продуктов, эффективно нейтрализующих химические и биологические виды оружия, – говорит Аллен. – Конечно, нашу технологию можно использовать и в мирных целях – для защиты людей, работающих на опасных производствах» – добавил вице-президент.

Один из продуктов компании – порошок FAST ACT (First Applied Sorbent Treatment Against Chemical Threats), который обезвреживает токсичные химикаты. Порошок состоит из активных наночастиц, которые связывают и деактивируют около 24 известных ядовитых веществ (а также некоторые кислоты), использующихся при химических атаках. Порошок можно использовать при температурах ниже нуля. Кроме того, в отличие от защитных кремов, он эффективен не только в виде раствора, но и в распыленном сухом виде. Компания Gentex Corp., США, в сотрудничестве с NanoScale Materials Inc. разработала защитный костюм для солдат, в котором используется материал, интегрированный с порошком FAST ACT.

Для защиты от спор Bacillus anthracis, бактерии, наиболее распространенной в качестве военного бактериологического агента, компания Nanomaterials Research Corp. предложила использовать фуллерены, соединенные с антителами. Результаты клинических испытаний препарата показали, что препарат сохраняет активность в течение суток. Этого срока достаточно, чтобы снизить концентрацию живых бактерий сибирской язвы и их спор до безопасного уровня.

Другая компания, CombiMatrix, предложила чип для определения биологической опасности размером с почтовую марку. Устройство может определить присутствие нескольких видов различного бактериологического оружия. На его базе CombiMatrix выпустила детектор HANAA, который можно использовать в полевых условиях. Прибор помещается на ладони, питается от батареек и весит около одного килограмма. Его принцип действия основан на выделении из пробы ДНК и ее репликации с помощью полимеразной цепной реакции. Когда количество ДНК становится достаточным для анализа, прибор обрабатывает ее с помощью флуоресцентных меток и соотносит последовательность нуклеотидов с одним из занесенных в память микрокомпьютера типов патогенной ДНК. Весь процесс обработки четырех различных образцов занимает 30 минут. С помощью нанотехнологий была создана кремниевая микрокамера, в которой происходит процесс нагрева и охлаждения ДНК. Как говорят разработчики прибора, он может опознать патогеннные микроорганизмы начиная с концентрации 6 (шесть!) бактерий в 1 миллилитре. Для сравнения, миллилитр кефира, обогащенного кишечной микрофлорой, содержит 1-10 миллионов бифидобактерий.

Поскольку некоторые токсины, в том числе один из возможных инструментов биотеррористов, рицин, не содержат ДНК, и, соответственно, не могут быть опознаны детектором HANAA, CombiMatrix выпустила еще одно устройство, на основе иммуннохимического чипа, которое может опознавать 5 токсинов типа рицина.

Эти устройства были успешно испытаны на специальном танке «FOX» в ходе войны в Ираке. Танк обнаружил следы рицина, зарина, споры сибирской язвы и другие опасные химические вещества и микроорганизмы.

Наноматериалы будут применяться и для биологической защиты. Дэвид Додерер, инженер из U.S. Global, заявил, что компания разработала воздушные фильтры на основе нановолокон, которые первоначально предназначались для астронавтов НАСА. Благодаря ультрамалым (около 50 нм) порам такой фильтр не пропускает отдельные вирусы и бактерии.

Конечно, и детекторы, и средства защиты будут использоваться и «на гражданке»: в охране аэропортов, многоэтажных зданий, больниц, правительственных учреждений и пр. Главы компаний серьезно верят в то, что благодаря их усилиям, международный терроризм не сможет использовать биологическое и химическое оружие.

Полный текст статьи читайте здесь