Ближе, чем кажется

В прошлом году доктор Тимур Атабаев получил престижную награду “Молодой ученый года” Scopus 2018 Award. Исследовательские интересы ассистент-профессора Школы наук и технологий включают изучение синтеза и характеристик многофункциональных неорганических наноструктур для применений в биомедицине, энергетике и фотокатализе. Нанотехнологии – тема нашего интервью с доктором Атабаевым.

— Тимур, скажите, в чем секрет популярности нанотехнологий в современной науке?
— Около двух десятилетий назад многие ведущие международные университеты и компании начали активно финансировать проекты, связанные с исследованиями в области нанотехнологий. Главный интерес к нанотехнологиям был продиктован практическими свойствами наноматериалов, такими как особая прочность, проводимость, а также магнитные, оптические и каталитические свойства этих материалов. Нано-уровень это по сути дела предел, ибо меньше могут быть только размеры молекул и атомов, из которых и состоят наноструктуры. Большая часть рынка нанотехнологий сегодня представлена электронными компонентами. Это тонкопленочные чипы компьютеров и телефонов, магнитные дисковые накопители, наносенсоры и т.п. Другая часть рынка занята продуктами фармацевтической, косметической и химической индустрии (абсорбенты, солнцезащитные крема, антибактериальные средства), износо- и коррозиеустойчивыми покрытия, мембраны для очистки воды и нейтрализации газовых выбросов, катализаторами для химической индустрии и т.п. Кроме этого, есть куча других примеров, где нанотехнологии могут быть очень полезны: зеленая энергетика, экология, медицина, пищевая и сельскохозяйственная промышленность.

— Известно, что вы работаете над применением нанотехнологий в онкологии.

— Да, сегодня я работаю в команде с несколькими исследователями из Южной Кореи над созданием нетоксичных многофункциональных наночастиц, которые могли бы селективно прикрепляться только к раковым клеткам, таргетно доставлять лекарственные компоненты и разрушать раковые клетки под воздействием инфракрасного излучения. Почему это важно? Дело в том, что сегодня при процедурах диагностики и лечения рака по всему миру часто практикуют использование химических контрастных агентов, которые обладают рядом нежелательных побочных эффектов, в частности они отравляют организм токсичными элементами (в качестве примера могу привести историю жены известного американского актера Чака Норриса, которая лечится от интоксикации организма гадолинием) и даже могут привести к фатальному исходу. Наши исследования могли бы помочь сделать лечение онкобольных более безопасным.

— На какой стадии сейчас ваше исследование?

— Мы протестировали большое количество различных наночастиц на токсичность и выделили несколько биосовместимых материалов, подходящих под наши задачи. Сейчас наша группа работает над оптимизацией сразу нескольких параметров: это размеры наночастиц, мезопористость, стабильность наносистемы и воспроизводимость результатов. Как только мы закончим оптимизацию параметров, наши партнеры приступят к доклиническим исследованиям. Следует отметить, что доклинические и клинические исследования могут затянутся на достаточно длительный срок, но мы оптимистично настроены.

— Пыль является большой экологической проблемой нашего города. Сегодня на рынке столицы появились в продаже наносетки на окна, которые защищают жилье от проникновения пыли. Действительно ли они эффективны?

— Наноструктуры уже достаточно давно применяются для очистки воды, обычно это фильтры и мембраны, и воздух также может очищаться наносетками. Наносетки представляют собой сплетенные наноразмерные волокна полимеров. Благодаря маленьким размерам отверстий между волокнами, более крупные частицы пыли не могут проникнуть в помещение и задерживаются на поверхности. Кстати, в той же Южной Корее уже на протяжении нескольких лет коммерциализирована пластиковая пленка с наночастицами для защиты человека от электромагнитного излучения.

— Какое оборудование вы используете в своих исследованиях?

—  В Назарбаев Университете очень хорошая лабораторная база, которая позволяет вести сложные исследования в области нанотехнологий. Мы часто работаем с рентгеноструктурным дифрактометром и электронными микроскопами в новом корпусе С-4. Кроме того, мы активно используем инфракрасный, УФ-видимый, и флюоресцентный спектрофотометры, которые есть в нашей школе. Хотел бы отметить, что при изучении нанотехнологий не всегда требуется дорогая техника. Прошлым летом мы с коллегами проводили открытые презентации для школьников, где показывали, как использовать флуоресцентные углеродные наночастицы для обнаружения ионов свинца Pb(II) в воде. Свинец является крайне токсичным элементом для человеческого организма и может содержаться в питьевой воде. Также не все знают, что помочь обнаружить свинец в воде могут углеродные наночастицы приготовленные из самого обычного сахара. Дело в том, что при ультрафиолетовом излучении синтезированные углеродные наночастицы флуоресцируют в зеленом спектре. В присутствии даже небольшого количества ионов свинца в воде, зеленый сигнал затухает, в то время как другие ионы металов в воде не влияют на флуоресцентные свойства этих наночастиц. Это один из примеров, как провести быстрый, селективный и недорогой анализ проб воды на наличие ионов свинца. И да – это тоже нанотехнологии.

О собеседнике: Тимур Атабаев получил степень PhD в Колледже нанонаук и нанотехнологий Пусанского национального университета в 2012 году. С 2012 по 2017 год он работал профессором-исследователем в Пусанском и Сеульском национальных университетах (Южная Корея). Доктор Атабаев преподает в Школе наук и технологий Назарбаев Университета с 2017 года.