Италия в авангарде исследований никеля — стратегического металла энергетического перехода и рисков для здоровья

Никель считается стратегическим сырьём для европейского энергетического перехода. Его используют в батареях множества электромобилей, известно, что некоторые его соединения канцерогенны и на протяжении десятилетий нам известно о аллергиях, которые он может провоцировать. Однако, когда речь заходит о том, как никель вмешивается в работу белков наших клеток, у учёных всё ещё остаётся много пустых мест.

Чтобы восполнить эти пробелы, четыре итальянских университета в течение трёх лет будут работать над проектом NiXome, финансируемым Министерством высшего образования и научных исследований на сумму свыше 1,3 миллиона евро. Исследователи постараются определить, какие человеческие белки наиболее уязвимы к никелю и как этот металл может нарушать их функционирование. Это исследование касается напрямую одного из материалов, в который индустрия продолжает инвестировать, включая создание батарей для электрического транспорта.

Когда никель занимает место металлов, которые нам необходимы

Наши клетки используют различные металлы для выполнения жизненно важных функций. Железо, медь и цинк, например, участвуют в активности множества белков и ферментов. Никель же не имеет признанной физиологической роли в организме человека и может нарушать эти равновесия, связываясь с белками и, в отдельных случаях, занимая место элементов, необходимых для их нормального функционирования. Последствия могут затронуть структуру белков, их активность и клеточные процессы, в которых они задействованы. Механизм, который учёные пытаются реконструировать в деталях.

Как поясняет Департамент фармацевтики и биотехнологий Университета Болоньи, который координирует проект NiXome, мы пока знаем относительно мало о том, что происходит с молекулами в нашем организме, когда они сталкиваются с этим металлом. Исследование постарается понять, может ли никель блокировать активность определённых ферментов, изменять поведение некоторых белков или способствовать формированию агрегатов, потенциально вредных.

Особое внимание будет уделено белкам, вовлечённым в биологические процессы, связанные с раком лёгких, ответами иммунной системы и нейродегенеративными заболеваниями. Это не означает, что никель уже признан причиной всех этих патологий: учёные изучают возможные молекулярные механизмы его воздействия.

Четыре университета, три года исследований и общедоступная база данных

Кураторами NiXome станет Стефано Чиурли, профессор общей химии и руководитель Лаборатории биоинорганической химии Университета Болоньи. С ним будут работать исследовательские группы под руководством Клаудии Андрени из Университета Флоренции, Фабио Арнесано из Университета Бари Альдо Моро и Луиджи Руссо из Университета Кампании Луиджи Ванвителли. Общий объём финансирования составляет 1 304 670 евро, предназначенный для программы, которая объединит передовой информационный анализ и лабораторные эксперименты.

Среди ожидаемых результатов также появится NiProt — общедоступная база данных, собирающая информацию о человеческих белках, которые потенциально особенно чувствительны к никелю. Это своего рода молекулярный атлас, доступный и другим исследователям, чтобы определить, в каких точках металл может вмешиваться в работу клеток. Полученные знания также могут помочь в изучении токсичности других металлов.

Никель канцерогенен? Риски, которые мы уже знаем

Никель встречается во множестве предметов больше, чем мы себе представляем. Его можно обнаружить в нержавеющей стали, в некоторых металлических сплавах, в покрытиях и во множестве повседневных изделий. Он может присутствовать и в воде, и в продуктах питания. Самый известный его эффект — контактная аллергия, вызывающая дерматиты после контакта с изделиями, содержащими металл. Но есть и более тяжёлые последствия, особенно когда воздействие происходит в определённых рабочих условиях.

По оценкам Международного агентства по исследованию рака (IARC), соединения никеля канцерогенны для человека, в то время как металлический никель классифицируется как потенциально канцерогенный. Наиболее прочные данные касаются раков лёгких и носовых полостей, связанных с профессиональным воздействием, особенно при вдыхании пыли.

Форма химическая, количество и способ воздействия существенно меняют риск. Наличие никеля в пище, например, не означает автоматически того же риска, что и ингаляция пыли, содержащей его соединения.

Питьевая вода тоже подлежит контролю. Всемирная организация здравоохранения устанавливает ориентировочное допустимое значение 70 микрограмм на литр, тогда как в рамках европейских норм питьевой воды установлен более строгий порог — 20 микрг/л.

Никель может достигнуть окружающей среды как естественным путём, так и через добычу, металлургию и промышленную деятельность. Выбросы снизились за последние годы: по данным Европейского агентства по окружающей среде, между 2010 и 2024 годами доля промышленных выбросов никеля и его соединений в воздухе снизилась на 73% в Европейском союзе. Значительное улучшение, однако это не отменяет необходимости контроля за воздействиями, особенно для тех, кто непосредственно работает с металлом.

Никель нужен для энергетического перехода, но батареи меняются

Тем временем никель стал одним из видов сырья, на которые Европа делает ставку для развития собственной индустрии аккумуляторов. Закон о критических сырьевых материалах (Critical Raw Materials Act), европейский регламент, вступивший в силу в 2024 году, включил его в число стратегических ресурсов, предназначенных для производства батарей.

Его применение в основном касается определённых химических составов, таких как никель-марганец-кобальтовые батареи, используемые во множестве электромобилей. Но не все батареи содержат никель. За последние годы стала развиваться технология, полностью лишённая никеля.

По данным Global EV Outlook 2026 Международного энергетического агентства, в 2025 году батареи литий-железо-фосфатные (LFP) составляли более 55% установленных батарей для электромобилей в мировом масштабе. Рост во многом наполнялся за счёт Китая. В Европейском Союзе же доля LFP в спросе на батареи для электромобилей в 2025 году составила чуть более 10%: здесь технологии, содержащие никель, продолжают занимать ведущие позиции.

Распространение альтернатив не означает, что никель вскоре исчезнет из производственных цепочек. По прогнозу Global Critical Minerals Outlook 2026 мировой спрос на никель продолжит расти в будущем десятилетии, поддерживаемый энергетическими технологиями и прочими промышленными применениями. И именно поэтому знание его эффектов на организм становится важнее.

Разумеется, использование батареи, содержащей никель, не означает прямого контакта с металлом. Здоровье и экологические проблемы связаны прежде всего с условиями добычи, обработки, распространения и утилизации материалов, а также с конкретными способами, которыми люди могут контактировать с ними. Электромобильность способствует снижению выбросов, связанных с эксплуатацией транспортных средств, но производство батарей всё ещё требует сырьё, промышленные процессы и надлежащие системы для обращения с материалами и их утилизации после окончания срока службы.

NiXome сосредоточится на определённой части этой истории: выяснить, какие человеческие белки наиболее уязвимы к никелю и как металл может влиять на их функционирование. Группы исследователей получат три года на сбор результатов и создание NiProt. Однако для добычи и обработки никеля защита от уже известных рисков остаётся необходимостью сегодня.