Российские ученые разработали кремниевый биосенсор для контроля здоровья человека и состояния окружающей среды
Ученые консорциума Центра компетенций НТИ «Фотоника» из Алферовского университета совместно с коллегами из МФТИ создали мультисенсор на основе нанонитей кремния. Разработка за одну минуту детектирует аммиак, соляную кислоту, ацетон и изопропиловый спирт в парах воды для медицинских и экологических применений.
Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Applied Nanomaterials. «Чувствительным элементом мультисенсора выступают нанонити кремния, с диаметром порядка 100 нанометров и длиной 10 микрометров. Это нити толщиной в одну четвертую человеческого волоса. Благодаря таким размерам нитей нам удалось получить сенсор, способный детектировать разные виды химикатов в воде. Прибор можно как окунать в анализируемую пробу, так и располагать над пробой, для его работы достаточно мультиметра и 60 секунд вашего времени», — заявил Алексей Большаков, заведующий лабораторией Функциональных наноматериалов, Центр фотоники и двумерных материалов, МФТИ.
Ученые предложили новые подходы к спектроскопии полного электрического сопротивления (импеданса) сенсоров на основе нанообъектов, что обеспечило селективность к нескольким химическим веществам. Размер сенсора — не больше пуговицы на рубашке. Цена опытного образца лимитируется наличием небольшого количества золота, которое можно заменить на более дешевый металл, например, серебро или алюминий, без существенной потери свойств. Ученые также отмечают, что сенсор можно использовать и для анализа состояния спортсменов.
«Такой сенсор можно защитить фильтром и установить в канализационный слив, чтобы оценить уровень токсичных выбросов предприятия. Кроме того, можно взять мазок пота спортсмена, растворить пробу в воде и проанализировать уровень аммиака в нем. Зная индивидуальную норму такого биологического маркера для конкретного спортсмена, становится возможным контроль его физической формы, метаболизма и так далее», — объяснил Валерий Кондратьев, младший научный сотрудник лаборатории Функциональных наноматериалов, Центр фотоники и двумерных материалов, МФТИ.
Разработка российских ученых продемонстрирована на всемирном конгрессе Biosensors 2023, (Пусан, Корея), посвященном биосенсорам со всего мира. «Существенный вклад в работу принадлежит лаборатории Возобновляемых источников энергии Алферовского университета (заведующий лабораторией Мухин И. С., ведущий научный сотрудник Гудовских А.С.), в которой и были синтезированы нанонити кремния, а также лаборатории Оптики гетерогенных структур и оптических материалов (заведующий лабораторией Липовский А.А.), на базе которой мы получили основные экспериментальные данные о свойствах нанонитей», — уточнил Валерий Кондратьев.
«Тандем Москва-Санкт-Петербург успешно зарекомендовал себя и в других работах нашей группы, например, в области фотоники. Нашей целью является развитие науки с вектором на улучшение качества жизни людей, сенсорика — делает это прямо сейчас, фотоника — задел на будущее, в котором информация передается и кодируется светом, со скоростью света», — заключил Алексей Большаков.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Ученые обнаружили, что дубы выработали эффективную стратегию, позволяющую им защищаться от пожирающих молодую листву гусениц — если предыдущий весной деревья сильно пострадали от их нашествия, то на следующий год почки распустятся на три дня позже. Трехдневной задержки достаточно, чтобы резко снизить выживаемость гусениц.
Поставщик элементов окололунной станции попытался сдать клиентам изделия, подвергшиеся коррозии еще до начала его монтажа. Об этом заявил новый глава NASA Джаред Айзекман. Защищая свою позицию, поставщик сообщил, что ранее он поставлял модули с коррозией для МКС, но они все равно до сих пор работают. NASA использует скандал для отказа от алогичного проекта Lunar Gateway, обитаемой космической станции на окололунной орбите.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
Вода из другой звездной системы оказалась не похожа на земную: в составе третьего межзвездного объекта нашли рекордное содержание дейтерия — тяжелого изотопа водорода. Этот химический след указывает на необычные условия формирования системы, где возникла комета, и меняет представления о сценариях рождения далеких планетных систем.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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