#наночастицы

По данным Минздрава России в мире каждый год проводится от 3,5 до четырех миллионов операций с использованием материалов для восстановления костей. Это второе по популярности направление после переливания крови, которое встречается в 10 раз чаще, чем пересадка других органов. В таких имплантатах используют особые наноматериалы, похожие на «губки» с мелкими дырочками. Благодаря порам они имеют огромную поверхность и уникальные свойства, которые делают их незаменимыми не только в медицине, но и экологии и химии — они отлично фильтруют воду, ускоряют химические реакции в промышленности и даже применяются для создания сверхлегких и прочных материалов. Существующая методика создания таких наноматериалов требует больших затрат, времени и электроэнергии. Ученые Пермского Политеха нашли более быстрый и дешевый способ изготовления этих структур, который не требует дополнительных реагентов и примесей.

Международный коллектив ученых разработал новый метод параметризации машинно-обучаемых межатомных потенциалов для моделирования магнитных материалов, значительно повышающий надежность и точность предсказаний их свойств. Ключевым элементом нового подхода стало использование так называемых магнитных сил при обучении моделей межатомных взаимодействий. Результаты исследования открывают путь к ускоренному дизайну и изучению материалов для электроники нового поколения, медицины и сенсоров.

Исследовательская группа из Сколтеха и Хакасского государственного университета под руководством лауреата Научной премии Сбера, профессора Сколтеха, доктора физико-математических наук Александра Квашнина, изучила, как наночастицы иридия и палладия могут изменять свойства катализаторов при небольшой деградации и переходе в аморфное состояние.

Ученые установили, что наночастицы оксида меди максимально эффективно убивают микробы, находясь в обычной дистиллированной воде или в питательном бульоне для выращивания бактерий со стабилизатором SDS — натриевой солью органической кислоты. Физиологический раствор, широко используемый в медицине, например, при обезвоживании и интоксикации организма, напротив, снижал действенность наночастиц. Полученные результаты будут полезны при создании антибактериальных покрытий и препаратов на основе оксида меди и помогут добиться их максимальной эффективности с учетом предполагаемых условий применения.

Биологи ТюмГУ исследовали влияние наночастиц серебра на всхожесть семян, изменчивость морфофизиологических признаков и урожайность зерна яровой мягкой пшеницы. Исследование показало положительные результаты такого воздействия: наночастицы серебра могут помочь повысить стрессоустойчивость растений в сложных почвенно-климатических условиях Северного Зауралья. Результаты работы важны при подборе сортов и разработке элементов технологии выращивания пшеницы в условиях изменяющегося климата.

Исследователи из РТУ МИРЭА представили инновационную методику получения и стабилизации наночастиц на основе хитозана — природного полисахарида, имеющего огромный потенциал для применения в медицине и фармакологии. Разработка поможет в создании новых лекарственных препаратов и систем их доставки, а также может быть полезной в области регенеративной медицины.

Физики МФТИ разработали новый высокочувствительный метод отслеживания обмена лигандами в тонких пленках коллоидных квантовых точек селенида ртути — перспективном материале для производства фотодетекторов. Лигандами называются частицы, связанные с другими с помощью донорно-акцепторного взаимодействия.

Исследователи лаборатории поверхностных явлений в полимерных системах ИФХЭ РАН с коллегами из ИБХФ РАН и НИЯУ МИФИ показали, что флуорофор сульфоцианин-3, привитый на сферическую плазмонную наночастицу с золотым ядром и органокремнеземной оболочкой толщиной 14 нанометров, благодаря плазмонному усилению флуоресценции светится до восьми раз ярче, чем чистый флуорофор. Если оболочка относительно тонкая (четыре нанометра), напротив, происходит тушение, и флуорофор светит слабее. Изменение толщины оболочки вокруг золотого ядра позволяет управлять эмиссией флуорофора. Полученные данные имеют большое значение для создания материалов с управляемой флуоресценцией, например, для биомаркеров или оптических наноустройств.

Ученые разработали экологичный способ синтеза композитных наночастиц на основе золота (Au) и дисульфида молибдена (MoS2) методом фемтосекундной лазерной абляции в жидкости. Результаты исследования прокладывают путь для развития перспективных приложений наноматериалов в области тераностики.

Химики изменили размер частиц диоксида титана в солнцезащитном креме и смогли добиться от него охлаждающего эффекта. Прототип крема снизил температуру кожи на шесть градусов Цельсия по сравнению с открытой кожей и примерно на три градуса Цельсия по сравнению с общедоступными солнцезащитными средствами.

С помощью уникальной комбинации методов, включая применение высокотехнологичного оборудования класса Mega-Science НИЦ «Курчатовский институт», ученые из НИИ физики и Академии биологии и биотехнологии имени Д. И. Ивановского ЮФУ впервые детально изучили влияние оксида кадмия (CdO) в макро- и наноразмерных формах на поглощение, трансформацию, структурные и функциональные изменения, происходящие в клетках и тканях ярового ячменя.

Ученые Сеченовского Университета Минздрава России с коллегами из других исследовательских центров разработали метод промышленного синтеза стабильных растворов, содержащих наночастицы оксида церия, с антибактериальным и ранозаживляющим эффектом. Новый подход позволил впервые получить килограммы нанопорошка — объемы, необходимые для выпуска партии регенеративного препарата.

Исследователи из МФТИ и МИФИ с коллегами из Китая изготовили наночастицы нитрида титана (TiN) и изучили их сорбционные свойства. Оказалось, что они очень перспективны для решения проблемы очищения сточных вод.

Ученые РТУ МИРЭА развивают метод, позволяющий исследовать наноструктуры с помощью магниторефрактивного эффекта (МРЭ). Этот способ можно использовать, как метод контроля любых наноматериалов с магнитосопротивлением, что вносит значительный вклад в исследование перспективных материалов наноэлектроники.

Ученые ШЕН ТюмГУ, ТИУ, НГУ, ТГТУ, Индии, Саудовской Аравии и Дании синтезировали десять наножидкостей на основе графена и определили их вязкость. В нефтяной промышленности исследование может ускорить создание наножидкостей, способных изменять характеристики нефти непосредственно в нефтяном резервуаре. В микроэлектронике — поможет производить хладагенты, ключевые элементы системы охлаждения, следующего поколения.

Российские исследователи из ЮФУ и РХТУ сделали важный шаг в развитии фотоники, создав и изучив свойства уникального материала с аномально широкой полосой локализованного поверхностного плазмонного резонанса. Основой разработки стали наночастицы золота, сформированные внутри стекла. Новые свойства материала открывают широкие перспективы для создания высокоэффективных устройств, включая солнечные батареи.

Ученые повысили устойчивость пшеницы к холоду, обработав ее семена наночастицами на основе золота. Это позволило получить растения с измененным обменом веществ, у которых вдвое усилен рост и повышена активность гена Wcor15, защищающего от холода. Кроме того, обработка наночастицами на 16 процентов увеличила количество сахаров в листьях взрослых растений, что спасло их от обезвоживания и замерзания во время холодов.

Большинство лекарств, которые принимает человек, действуют не только на причину недомогания, но и на организм в целом. Иногда это проходит без негативных последствий, но бывает, что препарат причиняет вред здоровым тканям. Ученые из Университета Юты (США) усовершенствовали метод доставки лекарств с помощью нанокапель непосредственно в биологическую мишень.

Научный коллектив ЮФУ под руководством кандидата биологических наук Академии биологии и биотехнологии ЮФУ Алены Тимошенко впервые выявил зависимость экотоксичности наночастиц платины от таких факторов, как концентрация в почве, срок от момента загрязнения, тип почвы.

Спрос на возобновляемые источники энергии непрерывно растет, стимулируя развитие технологий, основанных на каталитических процессах. С их помощью можно производить так называемую экологически чистую энергию путем разделения и образования химических связей. В последние десятилетия ученые активно изучают, как core-shell частицы (от английского core — ядро и shell — оболочка) могут улучшить работу каталитических систем, где в основном используются металлические катализаторы, ускоряющие химические реакции. Исследователи из Сколтеха проанализировали последние научные достижения в области синтеза core-shell частиц, способов исследования и «настройки» их свойств, а также определили наиболее перспективные направления для будущих исследований.