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 Хотя лед кажется простым веществом, причина, по которой он настолько скользкий, до сих пор оставалась предметом споров. Недавно физики показали, что при движении по льду трение слегка нагревает его поверхность. Это приводит к образованию тончайшей пленки воды, которая действует как смазка. Некоторые детали этого механизма ученым еще предстоит уточнить.
Исследователи впервые испытали на человеке новую технологию медицинской визуализации — магнитно-частичную томографию (MPI). С ее помощью они смогли в реальном времени наблюдать движение крови по венам руки. Метод работает без рентгеновского излучения и может стать более безопасной альтернативой традиционной сосудистой ангиографии.
В условиях повышения уровня Мирового океана под угрозой находятся прибрежные экосистемы и их обитатели. Ученые из Нидерландов выявили необычный механизм, позволяющий защищать песчаные берега от разрушения.
Хотя лед кажется простым веществом, причина, по которой он настолько скользкий, до сих пор оставалась предметом споров. Недавно физики показали, что при движении по льду трение слегка нагревает его поверхность. Это приводит к образованию тончайшей пленки воды, которая действует как смазка. Некоторые детали этого механизма ученым еще предстоит уточнить.
Отдельные аспекты полового поведения живых организмов порой могут оказывать огромное влияние на пищевые цепочки и целые экосистемы. Ученые на примере североамериканских рыб доказали, что агрессивное половое поведение их самцов может помочь в выживании зоопланктона.
Ученые Сеченовского Университета установили, что определение свободных легких цепей иммуноглобулинов (FLC) в крови может служить дополнительным инструментом для оценки тяжести миокардита и риска развития сердечной недостаточности.
В ноябре 2025 года при взлете российской ракеты с Байконура к МКС с существенной высоты упала кабина обслуживания 8У216. Поскольку в 2010-х годах из экономии средств у нас отказались от дублирования стартовых площадок, это создало ситуацию временной невозможности пилотируемых полетов. Теперь, всего через три месяца после происшествия, «Роскосмос» смог решить проблему, поставив запасную кабину обслуживания, найденную на складах Минобороны. Весенние пуски к МКС, запланированные ранее, теперь имеют шансы пройти в срок.
Одна сторона сыплет более дорогими и сложными баллистическими ракетами, другая — относительно дешевыми крылатыми. Но при этом первая на порядок беднее второй. А что у них с технологическим уровнем для наземной войны, и почему, кстати, глава второй избегает даже самого этого слова? Попробуем разобраться в реальных возможностях военных машин сторон потенциально самого опасного конфликта 2026 года.
В той части Пиренеев, которые находятся на территории Испании, исследователи обнаружили первые доказательства добычи золота в эпоху Римской империи. На месте древних рудников нашли сложные гидравлические сооружения и остатки водохранилища, возраст которых определили с помощью метода оптического датирования. Открытие прольет свет на инженерные приемы римлян и поставит точку в многолетнем споре: действительно ли римляне добывали золото в этом регионе.
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