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 Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.
Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.
Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.
Совместная миссия Европейского космического агентства (ESA) и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA) по исследованию Меркурия началась в 2018 году. На видео, созданном из кадров с бортовых камер, можно проследить восьмилетний путь зонда BepiColombo.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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