#наноматериалы

Ученые Южного федерального университета научились управлять ростом светящихся наночастиц так, чтобы заранее задавать их свойства. Такие материалы могут пригодиться в фотонике, биомедицине и других технологиях, где важно точно контролировать, как вещество ведет себя под воздействием света.

Ученые Сеченовского Университета с коллегами из разных научных, образовательных и производственных организаций показали, что наночастицы оксида церия, полученные разными способами, не оказывают токсического действия и способны защищать клетки от окислительного стресса и повреждений ДНК. Результаты исследования открывают возможности для создания новых препаратов для регенеративной медицины и терапии заболеваний, связанных с воспалением.

Российские ученые синтезировали высокоактивные наночастицы диоксида титана (TiO₂), допированные иттрием. Частицы обладают повышенной фотокаталитической активностью, что перспективно в биомедицине, экологии и фотоэлектрике.

Коллектив ученых из МФТИ разработал и построил многоэлектродный генератор, позволяющий с беспрецедентной точностью создавать сложные наночастицы, смешивая в заданных пропорциях три и более различных металла. Это достижение открывает путь к «программированию» свойств наноматериалов для катализа, электроники и медицины, решая одну из ключевых проблем в области синтеза наночастиц.

Ученые из Лаборатории наноматериалов, Лаборатории иерархически структурированных материалов и Центра технологий материалов Сколтеха предложили новую двухэтапную технологию мониторинга многофункциональных полимерных нанокомпозитов.

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.

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.

Коллектив российских ученых, куда вошли специалисты МФТИ, синтезировал ферромагнитные пленки переменного состава из палладия и железа с помощью метода молекулярно-лучевой эпитаксии. Им удалось обнаружить возможность управлять с помощью них спектром спиновых волн.

Материалы на основе титаносиликатов очень перспективны для современной химической промышленности из-за их исключительных функциональных свойств, включая сорбционные. Так, например, синтетический аналог минерала ситинакита с коммерческим названием зарубежных компаний IONSIV-911, способен надежно «запирать» в своей кристаллической структуре изотопы цезия, бария и стронция, что делает его одним из самых эффективных избирательных материалов для обезвреживания жидких радиоактивных отходов. Срок безопасного хранения отработанного синтетического материала может составлять более ста тысяч лет после его преобразования в минералоподобную керамику, в состав которой будет входить значительное количество извлекаемых радионуклидов.

Химики Санкт-Петербургского государственного университета применили методы работы с большими данными для предсказания фотокаталитических свойств нанолистов оксида цинка — наноструктурированного материала, состоящего из частиц в форме тонких листов. Исследование позволит решить вопрос безотходной утилизации красителей, которые широко используются как в лакокрасочной, так и в текстильной промышленности, а также ряд других задач.

Тюменские и новосибирские физики показали, что потенциал использования полученных ими нанопорошков в нефтяной промышленности достаточно высок.

Российские ученые при участии исследователей НИТУ МИСИС предложили новый материал на основе нитрида бора и наночастиц оксида цинка с контролируемыми оптическими свойствами. Как отмечают авторы исследования, в будущем материал сможет найти применение как в оптоэлектронике, так и в медицине.

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета установили закономерности изменения формы и размера наночастиц, используемых в тераностике (инновационной области медицины), за счет добавления в структуру различных лантаноидов. Применение частиц определенной формы и размера важно при проведении противораковой терапии или МРТ-диагностики, где необходимо применять наиболее мелкие частицы, так как они легче проникают в клетки и способны свободно перемещаться по сосудам и венам, не закупоривая мелкие капилляры.

Из-за быстрого истощения водных ресурсов мир с нетерпением ожидает устойчивой альтернативы для очистки от вредных загрязнителей, таких как тяжелые металлы, а также органические и газообразные загрязнители. Ученые из России, куда вошли специалисты ТюмГУ, и Индии утверждают, что в качестве универсального решения для решения глобальной проблемы загрязнения окружающей среды можно использовать нанопористые углеродные материалы.

Международная группа ученых из Китая и Великобритании разработала новый подход к извлечению золота из отработавшего свой срок электротехнического оборудования. Технология, основанная на применении оксида графена, позволяет извлекать следовые количества драгоценного металла (вплоть до миллиардных долей процента) с эффективностью до 99 процентов, избегая загрязнения примесными металлами. Более того, по мнению авторов, разработка в перспективе позволит добывать золото даже из морей и океанов.

Исследователи из Сколтеха и их российские и испанские коллеги экспериментально подтвердили работоспособность концепции нанотомографии давления — нового метода отображения внутренней структуры наноматериалов с учетом распределения их плотности. Они показали, что разрешение нового вида томографии почти на два порядка выше, чем у используемых сегодня рентгеновской и нейтронной томографии, которые вдобавок несут радиационные риски. Авторы работы полагают, что их метод в перспективе может стать базовым метрологическим инструментом нанотехнологов.

Исследуя гель, который образуется из расслаивающихся растворов с добавлением наночастиц диоксида кремния и затвердевает при повышении температуры, ученые обнаружили необычное и ранее неизвестное оптическое явление.

Ученые ННГУ имени Лобачевского с помощью суперкомпьютерных вычислений установили 543 устойчивых атомных кластера магния. Эти уникальные пространственные структуры могут стать основой новых наноматериалов для катализа, квантовых вычислений, микро- и наноэлектроники.

Совместное исследование, проведенное учеными Южного федерального университета и Института катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН позволило совместить оригинальный подход получения биметаллических наночастиц и использование модифицированного углеродного носителя для создания наноструктурных материалов с улучшенными характеристиками.

Ученые Университета ИТМО разработали алгоритм, который автоматически определяет размеры, форму, структуру поверхности наноматериалов и формирует их индивидуальных цифровых двойников. Разработка позволит строить более эффективные предсказательные модели в области материаловедения, а также осуществлять обратный дизайн структур от их свойств к способу получения. Это придаст импульс созданию новых материалов с заранее заданными текстурными свойствами для биомедицины, оптики и биотехнологии.