Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Созданы наночастицы, которые могут стать основой для новых медицинских технологий
Ученые из МФТИ с коллегами синтезировали сферические наночастицы диселенида вольфрама (WSe2) с помощью фемтосекундной лазерной абляции в воде. Анализ полученных частиц показал их высокий потенциал для биомедицинских и оптических приложений.
Результаты опубликованы в журнале Nanomaterials. Ван-дер-ваальсовые материалы — это целое семейство слоистых кристаллов, исследования которых носят широкий междисциплинарный характер. Их особенностью является то, что двумерные молекулярные слои скреплены в объемном кристалле не химическими связями, а слабыми силами электромагнитной природы (ван-дер-ваальсовыми силами), благодаря чему материал обладает сильно выраженными анизотропными, то есть зависящими от направления, оптическими и электронными свойствами.
Начиная с 2004 года, когда Андрей Гейм и Константин Новоселов впервые продемонстрировали монослой графена, к данному моменту стали известны тысячи других ван-дер-ваальсовых материалов. Среди ван-дер-ваальсовых материалов встречаются как металлы, так и диэлектрики, и полупроводники. Диселенид вольфрама (WSe2) — это ван-дер-ваальсовый полупроводник, обладающий уникальными оптическими свойствами: сильным поглощением в окне прозрачности биологических тканей и высоким показателем преломления. Эти характеристики делают его привлекательным для применения в электронике, оптике и медицине.
Для биомедицинских применений и создания оптических нанорезонаторов предпочтительны сферические наночастицы. Однако сама структура ван-дер-ваальсовых материалов не дает получить наносферы. Исходные кристаллы легко ломаются вдоль кристаллографических направлений, порождая микропластинки с острыми краями вместо сферических наночастиц. Чтобы обойти эти структурные ограничения и перевести планарную геометрию в сферическую, физики из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ применили фемтосекундную лазерную абляцию. Это высокоточный метод обработки поверхности с помощью ультракоротких лазерных импульсов, длительность которых меньше триллионных долей секунды.
Рисунок 2. а) Наклонный снимок синтезированных наночастиц WSe2 в сканирующем электронном микроскопе, подтверждающий их сферическую форму; б) снимок отдельной наночастицы WSe2 в просвечивающем электронном микроскопе, на котором можно различить атомарные плоскости ее поликристаллической структуры / © Андрей Ушкова и др., Nanomaterials
«В процессе абляции высокоинтенсивные ультракороткие лазерные импульсы мгновенно “испаряют” участок кристаллической мишени (в нашем случае WSe2). Затем в течение наносекунд плазма конденсируется в наночастицы WSe2, которые сразу попадают в растворитель (деионизованную воду). Механической и температурной деградации мишени удается избежать благодаря ультракоротким длительностям импульсов. Синтез не требует особых условий окружающей среды и допускает множество способов масштабирования», — рассказал Дмитрий Дюбо, аспирант лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ.
Полученные наночастицы диселенида вольфрама имеют диаметры от 10 до 150 нанометров, что идеально подходит для проникновения под мембраны клеток. Более того, кристаллические частицы наследуют уникальные оптические свойства исходного материала, что вкупе с эффектом формы интересно для применений в нанооптике. Нахождение частиц в коллоидном растворе позволяет легко переносить их на любые подложки, что дополнительно расширяет спектр возможного использования. Исследователи продемонстрировали это, создав на основе наночастиц подложки для гигантского комбинационного рассеяния.
Кроме того, эксперименты показали, что под действием света частицы нагреваются в четыре раза эффективнее по сравнению с исходным кристаллом, а также кремниевыми наночастицами сходного размера. Оказалось, что их сферическая форма работает как нанорезонатор, который многократно переотражает свет и переводит его в тепло. А воздушное пространство между частицами работает как теплоизолятор и препятствует тепловой диффузии.
Использование наночастиц диселенида вольфрама в тераностике (терапии и диагностики) и посткремниевой нанофотонике имеет большую перспективу. Кроме того, метод фемтосекундной лазерной абляции сочетает простоту в использовании и высокую производительность, что делает эту технологию привлекательной для использования.
«Фототермические наночастицы — это одно из важнейших приложений для биологии и медицины, и мы планируем расширять список доступных материалов в этой области, адаптируя к ним метод фемтосекундной абляции. Интересным продолжением работы видится улучшенное разделение наночастиц по размерам для более тонкой настройки фототермического отклика, а также дальнейшее повышение эффективности при помощи уже не однородных, а гибридных наночастиц», — поделился Андрей Ушков, старший научный сотрудник лаборатории нанооптики и плазмоники МФТИ.
В работе участвовали ученые из Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ, Объединенного института ядерных исследований, XPANCEO (ОАЭ), НИЯУ МИФИ, СПбГУ, СПбАУ, Ереванского Государственного университета, Университета Экс-Марсель (Франция).
Telegram 
Дзен 
VK Считается, что небольшие компактные галактики с красным оттенком, которые открыли в 2024 году, существовали в ранней Вселенной, между 0,6 и 1,6 миллиарда лет после Большого взрыва. Теперь такие же объекты открыли совсем рядом с нашей планетой. Это может полностью изменить понимание того, как рождаются такого рода тела.
У каждого, кто ищет романтического партнера, своя мотивация: кому-то нужна поддержка близкого человека, кому-то хочется создать семью, а кому-то прежде всего важно соответствовать социальным ожиданиям. Ученые из Канады и США определили, в каком случае человек с большей вероятностью встретит «вторую половинку» быстро.
Внутри пузырей Ферми — симметричных облаков горячей плазмы, простирающихся на 25 тысяч световых лет выше и ниже плоскости Млечного Пути, — обнаружили облака холодного водорода. Это удивительное открытие, поскольку в столь экстремальных условиях облака должны были испариться.
Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.
Используя образцы, собранные миссией «Чанъэ-5», китайские ученые нашли способ извлекать воду из лунного грунта и перерабатывать выдыхаемый астронавтами углекислый газ. Это делается за счет небольшого устройства, работающего на солнечной энергии. Авторы нового исследования уверены: в будущем их прибор сможет обеспечить лунные поселения водой, кислородом и топливом.
Не секрет, что занятия спортом под музыку приятнее и помогают повысить продуктивность тренировок. В новом исследовании итальянские ученые на примере силовых упражнений показали, какая именно музыка лучше подходит для таких целей.
Группа российских ученых из Института прикладной математики имени М. В. Келдыша РАН и МФТИ провела детальное численное исследование источников шума, генерируемых крылом прототипа сверхзвукового бизнес-джета в режиме посадки. Эта работа, сочетающая передовые методы вычислительной гидродинамики и аэроакустики, впервые позволила с высокой точностью локализовать и охарактеризовать основные зоны шумообразования вблизи полноразмерной геометрии крыла модели прототипа сверхзвукового пассажирского самолета в посадочной конфигурации.
Результаты эксперимента в США в будущем могут позволить добиться разрешения на использование отработанной конопли в качестве кормовой добавки в животноводстве.
Борщевик занимает почти 300 тысяч гектаров в 39 регионах России. Известно о 12 нижегородцах, восьми петербуржцах и двух москвичах, пострадавших от вредителя этим летом. У некоторых ожоги составляют от 30 до 80% тела. На этой неделе Госдума приняла закон и обязала землевладельцев бороться с этим опасным растением. Но, помимо борщевика, есть и другие часто встречающиеся и почти настолько же токсичные представители флоры, о которых мы почти ничего не знаем. Ученые Пермского Политеха рассказали, можно ли прикасаться к борщевику ночью, как безобидный ландыш может привести к летальному исходу, а чистотел к отказу почек, и что будет если съесть мед, собранный с ядовитых растений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно