Inovace
Nanočástice by mohly posloužit jako značky v lécích a výbušninách

Nanočástice vyrobené ze zvláštního druhu směsí mají jedinečné teploty tání, závislé na složení. Této jejich vlastnosti vy se dalo využít. Mohly by fungovat jako obdoba čárového kódu k označování léků.

Směs je látka složená ze dvou nebo více chemikálií, při jejichž smísení nedošlo ke vzniku nových vazeb. Třeba cukr rozpuštěný ve vodě, nebo vodní pára rozpuštěná ve vzduchu, jež je ovšem sám směsí více plynů. Směsi jsou na zeměkouli běžné a je jich spousta druhů. Jeden z nich jsou takzvaná eutektika. Jsou to směsi, jejichž teplota tání je nižší, než teplota tání jednotlivých složek. Čistá voda tuhne okolo 0 °C., chlorid sodný při 801 °C. Jejich směs, osolená voda, při -21,2 °C. Proto v zimě solíme chodníky. Eutektika se využívají ve spoustě dalších technických postupů.

Třeba ke spojování kovů. Olovo tuhne při 328 °C, cín při 232 °C. Jejich eutektická slitina, pájka, potřebuje k roztavení jen 183 °C. Skupina výzkumníků vedená Ming Suem z Worcesterského polytechnického institutu tvrdí v časopise Scientific Reports, že by se eutektika dala používat jako značky.

Stačilo by z nich připravit miniaturní částečky, nanočástice. Musí být ale dost velké na to, aby si svoje zvláštní tepelné vlastnosti udržely. Teplota tání malých částic hmoty totiž začíná od určitého kritického průměru prudce klesat.

Nepřeberné kombinace

Su a jeho kolegové tvrdí, že by stačilo připravit nanočástice s průměrem nad dvacet nanometrů, tedy zhruba tloušťky bičíku bakterie nebo pětiny délky lidského chromozomu. Produkce takových nanočástic není obtížná. Z různých kovů se podle vědců dá vyrobit přibližně 10¹⁵ (jednička a patnáct nul) různých typů takových nanočástic. Protože je jich tolik, daly by se používat jako identifikační návěstí. Fungovaly by jako obdoba čárových kódů, až na to, že by byly neviditelné a nedaly by se přelepit z jedné věci na jinou.

Mohlo by se to hodit třeba k označování výbušnin, které jsou sice užitečné například v dolech nebo při odstřelech starých budov, ale dají se i zneužít k zabíjení lidí. Vědci zkusili připravit nanočástice ze čtyř kovů − bismutu, india, cínu a olova − a přidat k dinitrotoluenu (DNT). Je to chemikálie, z níž se dá vyrobit trinitrotoluen a má i podobnou práškovitou strukturu. Poloměr připravených nanočástic se pohyboval okolo dvou set nanometrů, svoje teplené vlastnosti si proto zachovaly.

Když se výzkumníci pokusili částečky ve směsi znovu najít a identifikovat, povedlo se to bez problémů. Neozbrojeným okem je však ve směsi nebylo možné rozeznat. Při míchání s některými výbušninami by mohla hrozit exploze. Podle vědců je jí ale možno zabránit, pokud budou nanočástice obalené v netečném křemíkovém obalu. Potřebná technologie už existuje.

Tablety i inkoust

Eutektikcké nanočástice se nemusí připravovat jen z kovů. Je možné je vyrobit i z organických sloučenin. Jsou to třeba známé kyseliny s dlouhým řetězcem stearová a palmitová, nebo různé uhlovodíky, používané dnes třeba k výrobě svíček. Takové nanočástice by se podle vědců zvlášť hodily k přidávání do prášku určeného k lisování lékových tablet. Vědci to vyzkoušeli s nanočásticemi ze směsí už zmíněných kyselin. Úspěšně je přidali je ke známému analgetiku paracetamolu.

Nanočástice přidané do tablety nebyly jedovaté. Badatelé to ověřili na laboratorní kultuře lidských buněk. Byly to slavné buňky z kultury HeLa, které se používají v laboratořích na celém světě. Pochází z nádoru děložního hrdla pacientky Henrietty Lacksové, z jejíhož je odvozen i jejich název. Sama Lacksová bohužel nádoru podlehla.

Než začnou výrobci přidávat identifikační nanočástice k lékům, bude potřeba víc testů. Poslední látka, k níž vědci nanočástice přimíchali, byl inkoust.

Inkoustů je spousta druhů. Vždycky jsou to ale tekuté směsi barviv a pigmentů. Su a spol. úspěšně přidali do běžného inkoustu opět nanočástice z india, bismutu, cínu a olova.

Jednoznačná identifikace inkoustu by se mohla hodit třeba výrobcům oblečení, kteří by se chtěli bránit padělatelům svého zboží.

Možná ještě zajímavější by mohlo být značení inkoustu používaného při tisku bankovek. Jestli tedy plánujete vylepšit doma ve sklepě svou finanční situaci, měli byste si pospíšit, dokud to ještě jde.