Особенности нашего времени в том, что ранее фантастические инструменты кажутся чем-то если не невозможным, так трудно достижимым. И когда речь заходит о вмешательстве в работу мозга, то мы имеем дело с гибридными технологиями. Когда технологичные элементы нагружаются бионическими фрагментами и отправляются в мозг. Но ради чего?
Наноматериалы и нанотехнологии. Часть II
В предлагаемой вниманию читателей работе сосредоточимся на изложении вопросов образования (синтеза, создания) наноматериалов подходом («снизу‑вверх»), т. е. на сборке, самосборке и катализе. В макромире аналогичная задача синтеза изделий также решается при использовании подходов «снизу‑вверх» и часто «сверху‑вниз», но методы совершенно другие, которые перенести в наномир по ряду принципиальных причин не удается. Тем не менее, и в этой области специалисты не стоят на месте и находят со временем более совершенные решения. Имеются ввиду в первую очередь возможности 3D‑печати. Печать выполняется на подложке (англ. carrier или support), которая является инертным или малоактивным материалом, служащим для стабилизации на его поверхности частиц активной каталитической фазы.
Новинки в макромире интересны, но о них упомянем очень кратко на основе публикаций в печати. Главное внимание уделим наноснтезу наноматериалов. Важной стороной производства является масштабность и применимость в интересах хозяйственных отраслей.
Цель публикации в первую очередь образовательная, познавательная, популяризация науки, а также стремление привлечь в ряды исследователей, в науку приток новых молодых умов, вызвать в таких умах стремление к поиску ответов на возникающие вопросы. Масштабность темы требует ввести разумные ограничения.
Цикадка-невидимка: оптические свойства брохосом
Мир дикой природы часто становится источником вдохновения для ученых и инженеров как в наши дни, так и сотни лет тому назад. Попытки реплицировать то, на что у эволюции ушли тысячи лет, сопряжены с множеством сложностей, но это не убавляет энтузиазма ученых. Одним из основных источников природного вдохновения являются насекомые, что не удивительно, учитывая многочисленность данного класса животных, насчитывающего порядка миллиона видов. Ученые из университета штата Пенсильвания (США) уделили особое внимание цикадкам. Эти весьма распространенные насекомые хоть и кажутся весьма простыми на вид, но обладают удивительной особенностью — они выделяют и покрывают свое тело крошечными частицами (брохосомами), форма которых напоминает фуллерен. Что делает эти частицы уникальными, зачем они нужны цикадкам, и как они могут быть использованы человеком? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Лист золота толщиной один атом
Химические и физические свойства материалов могут меняться в ответ на воздействие тех или иных факторов. К ним могут относиться как внешние (температура среды, приложенное давление, направленное излучение и т. д.), так и внутренние. К таковым относится и габариты, а точнее толщина данного материала. Ученые очень долго пытались создать лист золота толщиной в один атом, так как такой лист будет обладать рядом полезных свойств, которые не присущи трехмерному «куску» золота. Однако успеха в этом начинание не было до сего дня. Ученые из Линчепингского университета (Швеция) смогли наконец то создать одноатомный лист золота. Как именно им это удалось, какими свойствами обладает новый материал, и в каких отраслях он может быть использован? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.
Легирование полимеров наночастицами увеличивает КПД OLED на 30%
Этот текст исчезнет через 60 секунд
Применяя специальные техники, можно делать даже разноцветные картинки.
Срок жизни текста зависит от количества азобензола в покрытии наночастиц. Изменяя концентрацию, можно увеличить время жизни текста с нескольких секунд до нескольких часов и даже дней.
Результаты научной работы опубликованы в журнале Angewandte Chemie, DOI: 10.1002/anie.200901119.
via New Scientist
Лазер помог изменить размер и химический состав наночастиц
Структура слоя дисульфида молибдена, вид сбоку и сверху. Чёрным обозначены атомы молибдена, жёлтым — серы.
Учёные из МФТИ, Владимирского государственного университета и МИФИ научились управлять оптическими свойствами дисульфида молибдена, контролируя размер его наночастиц и процесс изменения химического состава. Технология позволяет получить наночастицы, которые можно использовать в электронике, нанооптике, нанофотонике и медицине. Работа опубликована в Journal of Materials Chemistry C. Исследование было поддержано Российским научным фондом (грант № 21-79-00206).
Дисульфид молибдена относится к классу дихалькогенидов переходных металлов — двумерных полупроводниковых кристаллов, имеющих слоистую структуру. Дихалькогениды переходных металлов отличаются высоким показателем преломления, гигантской анизотропией, а их монослои обладают прямой запрещённой зоной. Благодаря этим оптическим свойствам они используются в электронике и нанооптике в качестве транзисторов, биосенсоров, фотодетекторов, поляризаторов.
Нано-скальпели. Измельчить опухоль мозга
Основная проблема в избавлении от глиобластом в том, что возможности врачей весьма ограничены. Это побудило канадскую исследовательскую группу применить новый подход. Сперва они интегрировали углеродные нанотрубки именно в раковые клетки, а затем измельчили эти клетки, вращая интегрированные трубки с помощью электромагнитов. Испытание проходило на грызунах. В итоге, размер опухоли был уменьшен, а процедура продлила жизнь грызунам. Исследователи говорят, что результат можно масштабировать на людей.
Исследователи создали материал, который ускоряет рост клеток
Российские ученые разработали материал, ускоряющий процесс роста клеток с применением хитозансодержащие наночастицы с повышенной биоактивностью.
Ученые из БелГУ создали наночастицы на основе ионов золота, серебра и древесного гриба
Химики НИУ «БелГУ» синтезировали биогенные частицы на основе серебра и золота, которые окажутся востребованными в качестве высокоэффективного катализатора и наносенсора.
Ученые разработали электронные сенсоры, которые можно наносить на кожу человека
Международная группа исследователей разработала электронные схемы, которые можно печатать прямо на коже человека, чтобы контролировать жизненно важные функции. Эта работа может стать следующим шагом в развитии носимой электроники.
Золото против рака: Получены биосовместимые наночастицы золота для индивидуальной онкотерапии
Даже в условиях пандемии COVID-19 онкозаболевания остаются одной из самых распространённых причин смертей мире. Поэтому исследователи не перестают искать способы диагностики и терапии рака, в том числе с использованием все более востребованных сейчас нанотехнологий.
Международная группа исследователей НИТУ «МИСиС» и Университета Клемсона (Clemson University, Клемсон, США) предложила новый способ получения наночастиц золота, основанный на синтезе под воздействием ультрафиолета. Способ исключает использование агрессивных химических агентов; полученные наночастицы безопасны для организма и могут применяться для диагностики и терапии онкологических заболеваний. Результаты опубликованы в международном научном журнале Biomaterials Science.
Библиотека ASE для атомных симуляций: создаем наночастицы
Библиотека ASE
Библиотека ASE — это python-библиотека для проведения атомных манипуляций и вычислений. В данной статье мы будем создавать наночастицы с помощью этой библиотеки.
Установка
Устанавливается ASE стандартно через pip: pip install ase.
Восстановление лесов после пожаров: Как наночастицы защищают микроклоны деревьев
Погода на земном шарике все повышает градус. Пока московский январь дождил, в Австралии огонь выжег территории, превышающие 20 млн га. Сегодня мы расскажем, как клоны деревьев помогают возродить погибшие леса. Ключевой момент — под защитой композитных наночастиц. Поехали.
Алмазы из пластика: химия ледяных гигантов
Если рассматривать нашу планету с точки зрения «хардкорности», то она довольно скучна. Наши соседи по Солнечной системе напротив отличаются крайне необычными характеристиками. К примеру, бытует мнение, что на Уране и Нептуне идут алмазные дожди. Звучит это одновременно неправдоподобно и заманчиво. Ученые из исследовательского центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф (Дрезден, Германия) попытались сымитировать в лаборатории условия на Уране или Нептуне. В результате они смогли не только подтвердить тезис про драгоценные дожди, но и создать нанобриллианты из обыкновенного пластика. Как ученые возсоздали условия далеких планет в стенах лаборатории, какие именно опыты проводили, и где могут пригодиться созданные ими нанобриллианты? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых. Поехали.
Исследователи впервые засняли самосборку наночастиц
Прим. переводчика: в предыдущем моём посте была ссылка на эту новость (хотя ей самой скоро полгода), но мне показалось, что она заслуживает отдельного поста.
Восстановление Т-1000, которого перед этим разнесло в клочья, не тоже самое, что и самосборка наночастиц, но идеи похожи. Впервые в истории ученые наблюдали процесс самосборки наночастиц в режиме реального времени. Частицы на видео не превышают в размере жалкие 12 нанометров. Это настолько мелко, что Аргоннской Национальной Лаборатории Министерства Энергетики США пришлось воспользоваться просвечивающим (трансмиссионым) электронным микроскопом, расположенным в их Центре Наноматериалов, для захвата быстродвижущихся наночастиц.
Чтобы заставить их пересобираться, исследователи покрыли наночастицы золота (NPs) положительно заряженными ионами цетилтриметиламмония (CTA+) и отрицательно заряженными цитрат-ионами в жидкой водной ячейке. Под воздействием пучка электронов, излучаемого микроскопом, образовавшиеся высокоэнергетические электроны уменьшили общий положительный заряд CTA+, покрывающего наночастицы золота, вследствие чего силы электростатического отталкивания между ними также уменьшились, приводя к соединению отдельных частиц в одномерные структуры. Отрицательно заряженные частицы, покрытые цитрат-ионами, напротив, оказались устойчивы, независимо от интенсивности излучения.
Nanoparticle Platform: технология ранней диагностики тяжелых заболеваний от Google
Команда Google X, работающая над проектом Nanoparticle Platform
Корпорация Google, в рамках исследовательского подразделения Google X, начала работу над созданием технологии ранней диагностики таких заболеваний, как рак, болезни сердца и других болезней. По словам представителей корпорации, основой технологии являются наночастицы, вводимые в организм человека. При этом вводиться частицы будут с использованием таблетки.
После растворения последней наночастицы будут распространяться по телу человека, с кровью, и вести мониторинг различных показателей жизнедеятельности. При обнаружении каких-либо отклонений от нормы будет выдаваться предупреждение. Данные будут поступать на носимое устройство.
Мета-материалы: оптические иллюзии структурного цвета
Говорят, что у нано- и микромира нет цвета, потому что размер частиц меньше длины волны. Соответственно волновые свойства света, такие как дифракция и интерференция, превалируют над обычным поглощением, отражением. Однако есть в природе масса удивительных примеров, когда цвет формируется именно за счёт микро-структур, как например, у бабочек или в кристаллах опала.
Если Природе потребовались долгие миллионы лет эволюции, чтобы создать всё многообразие цветов, то учёные материаловеды и физики за последние несколько десятков лет научились в прямом смысле слова «синтезировать» цвета в лаборатории. За достижениями науки в области мета-материалов и цветными, но бесцветными микроструктурами добро пожаловать под кат!
В уникальном эксперименте мыши получили инфракрасное зрение
Специальные наночастицы (показаны белым цветом) цепляются за палочки (слева) и колбочки (справа) в фоторецепторах мыши.
Инъецируя наночастицы в глаза мышей, учёные позволили им видеть ближний инфракрасный свет – электромагнитное излучение, обычно не видимое грызунами (или человеком). Уникальный прорыв, который ещё более необычен при понимании, – такая техника может быть использована на человеке.
Научная группа во главе с Тианом Сюэ из University of Science and Technology of China и Ганг Ханом из University of Massachusetts Medical School изменила зрение мышей так, чтобы они могли видеть ближний инфракрасный свет (NIR), сохранив свою естественную способность видеть нормальный свет. Это было выполнено при помощи инъекции специальных наночастиц в их глаза. Эффект продолжался около 10 недель и без каких-либо серьёзных побочных эффектов.
Охлаждение левитирующей наночастицы посредством оптического резонатора
Весна в самом разгаре, последний снег практически везде растаял и воцарилось долгожданное тепло. Теплолюбивые люди наконец-то начинают снимать с себя вязаные свитера, шарфы и шапки, а моржи уже вовсю разгуливают в шортах и майках. Тем временем в одной из лабораторий университета Вены царит собачий холод и ученые тому чрезвычайно рады, ибо по-другому исследовать квантовые эффекты наночастиц крайне сложно. Если без литературных оборотов, то сегодня мы познакомимся с практическим испытанием нового метода охлаждения левитирующей наночастицы посредством ловушки из оптического резонатора. Зачем и как ученые заморозили наночастицу практически до абсолютного нуля, насколько действенен их метод и что он может привнести в изучение квантовых эффектов? Ответы на эти и другие вопросы мы найдем в докладе исследовательской группы. Поехали.