Открыт простой способ создания новых материалов из кобальта для медицины
Ученые ИТМО выяснили, как формируются градиентные структуры соединений кобальта при образовании осадков Лизеганга в агаровом геле. Исследователи зафиксировали шесть фаз осадка с разными свойствами. В перспективе этот подход позволит быстро и дешево создавать новые материалы с заданными характеристиками. Их можно будет использовать в качестве подложек для клеток в электрохимических устройствах, термодатчиках и для антимикробного покрытия.
Впервые работа была представлена на выставке научных разработок XIV Конгресса молодых ученых ИТМО. Исследование колебательных периодических систем — один из самых интересных и сложных вопросов в химии в последние годы. Для таких химических реакций характерны колебания концентрации реагентов, что приводит к изменениям скоростей реакций и многократному циклическому выпадению осадка.
Эти явления — пример неравновесных процессов, которые наблюдаются в природе повсюду: от появления «колец жизни» на дереве до роста костей у живых существ. До этого ученые ИТМО уже отслеживали динамику осаждения фосфатов кальция и более подробно изучили процесс образования и развития костей в организме человека, а также предложили модельную систему, имитирующую «выращивание» костей.
На этот раз исследователи ИТМО использовали для экспериментов соли кобальта. Соединения этого металла обладают парамагнитными свойствами — намагничиваются от внешнего магнитного поля, что впоследствии позволяет нагревать материал локально. Используя материалы на его основе в качестве подложки для клеток, можно также локально активировать клетки. Кроме того, кобальт в малых дозах — необходимый для нашего организма микроэлемент.
Чтобы отследить процесс осаждения, ученые заливали в пробирки однопроцентный раствор агара и хлорид кобальта. Когда агар с хлоридом кобальта зажелировался, добавляли уже внешний электролит — гидроксид натрия. Это запускало диффузию раствора и образование осадка. В результате химики получили периодически выпадающие градиентные осадки, состоящие из нескольких фаз с разными свойствами. Подобные системы на основе осадков гидроксида кобальта ученые наблюдали впервые.
«Всего мы зафиксировали шесть фаз, которые отличаются друг от друга по цвету, химическим свойствам и составу. Таким образом, у нас получились периодические осадки Лизеганга. По форме они представляют собой кольца и в природе наблюдаются, например, при образовании агата.Однако мы не ожидали, что расстояние между каждым новым кольцом и предыдущим — коэффициент разнесения структуры — не будет соответствовать геометрической прогрессии, как это происходит обычно. В этих структурах каждое кольцо “прижато” к предыдущему. Следует также отметить, что структуры Лизеганга обычно представляют собой одну фазу. В нашей же системе появляется градиент фаз и фазовые превращения промежуточных соединений», — отметила научный руководитель исследовательской группы, кандидат химических наук, доцент научно-образовательного центра инфохимии ИТМО Светлана Уласевич.
Ученые описали протекающие в системе химические реакции и изучили влияние разных факторов на процесс образования фаз. Исследователи выяснили, что посредством изменения уровня pH, концентрации щелочи, температуры и объема поступающего воздуха можно менять соотношение фаз в общем объеме осадка раствора — увеличивать и уменьшать количество колец нужного цвета.
Каждая такая фаза, которая состоит из осадка определенного цвета, — это химическое соединение с уникальными свойствами. Часто такие соединения выступают как основной компонент при разработке новых материалов. Так, полученные осадки раствора кобальта можно будет использовать в качестве подложек для клеток в электрохимических устройствах. А также как термодатчики, импланты, основу для пигментов и антимикробное покрытие. Причем создать подобные материалы можно всего за несколько недель при минимальных ресурсах.
«Наш следующий шаг — изучить каждую из получивших фаз осадка. Определить их показатели произведения растворимости и проводимости. А также провести тесты с клетками и проверить, какие из полученных материалов наиболее биосовместимые и как могут влиять на поведение живых культур», — рассказал один из участников исследовательской группы, бакалавр научно-образовательного центра инфохимии ИТМО Леонид Гудзеров.
Telegram 
Дзен 
VK Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Ученые с высокой точностью измерили ключевые параметры нейтринных осцилляций — угол смешивания θ₁₂ и разность квадратов масс нейтрино. Результаты верифицировали несколькими методами.
Старший преподаватель кафедры физики и технической механики РТУ МИРЭА Николай Зенченко проанализировал принципы работы одежды с маркировкой UPF — технологии, которая блокирует до 98% ультрафиолетового излучения. В отличие от солнцезащитного крема, такая защита не смывается водой и действует весь день, но при этом требует правильного выбора материала. Эксперт развеял популярные мифы: почему мокрая хлопковая футболка не спасает от ожогов, можно ли загореть в UPF-купальнике и зачем горнолыжной куртке защита от солнца.
Американские биотехнологи впервые сообщили об обращении вспять клеточного старения в живых клетках печени человека — не мышиных, не синтетических, а именно человеческих. На волне этого результата компания привлекла 435 миллионов долларов и готовится к клиническим испытаниям.
Недавняя модификация ускорителя частиц позволила провести измерения, о которых теоретики рассуждали более 50 лет.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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