​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий). 

Итоги международного проекта, получившего поддержку совместного гранта СО РАН и Министерства науки и технологий Тайваня, опубликованы в научных журналах Journal of Alloys and Compounds и Journal of Magnetism and Magnetic Materials

Магнитные наноматериалы сегодня активно применяются в самых разных технологиях - от биосенсоров до устройств обработки информации со сверхвысокой плотностью записи. Надежность и возможность применения этих приборов во многом зависит от свойств используемого материала. Например, нестабильность магнитной ячейки (единицы информации) в жестком диске может привести к потере данных.

А для применения в медицине наночастицы должны обладать не только магнитными свойствами (для осуществления управления ими), но еще и совместимостью с тканями человеческого тела и способностью сохранять намагниченность при температуре 36-38 ⁰ С. Необходимые свойства (стабильность, нетоксичность, приемлемая температура эксплуатации, конкретные магнитные характеристики) в совокупности проявляются лишь у небольшой доли материалов.

Перспективным кандидатом на роль материалов для биосенсоров стали наночастицы Cu ₁ ₋ xFexCr ₂ Se ₄. Нижний индекс элементов отображает их концентрации (число частиц на единицу объема) в соединении. Было создано три образца, отличающихся значением параметра х: х = 0; х = 0,2; х = 0,4.

Частицы синтезировали в Национальном университете Пинтунга (Тайвань) методом термического разложения. Хлориды металлов и порошка селена с различными соотношениями компонентов обрабатывали органическим растворителем, стойким к высоким температурам. В результате этого процесса были синтезированы монокристаллические наночастицы в виде пластин диаметром 20-30 нанометров и толщиной семь нанометров, которые были изучены российскими учеными.

 


 


 

 

Так художник представил себе электроны с разной ориентацией собственных магнитных моментов / © Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

"Последние годы характеризуются интенсивным развитием спинтроники - одной из новых областей современной электроники, основанной на использовании магнитного момента (так называемого спина) электрона, что позволяет управлять электрическим током с помощью магнитного поля. Наиболее перспективными считаются материалы, где появляется возможность целенаправленно воздействовать на ориентацию спинов наибольшего количества электронов - аналог коэффициента полезного действия у разных приборов. Одной из групп материалов такого рода являются халькогениды с общей формулой MCr ₂ X ₄ (где M может обозначать кадмий, кобальт, медь, железо, ртуть, цинк, а X - селен, серу, теллур). Соединение CuCr ₂ Se ₄ выделяется из всего этого ряда, оно обладает наибольшей величиной температуры (157 ⁰ С), при которой намагниченность материала сохраняется без постоянного приложения внешнего поля, что используется в магнитной записи информации", - поясняет автор исследования, главный научный сотрудник Института физики Сибирского отделения РАН Ирина Эдельман.

Ученые наблюдали взаимодействие таких частиц друг с другом. Было установлено, что образцы со значением х = 0 и х = 0,2 имеют тенденцию образовывать своего рода "стопки", состоящие из ориентированных плоскостями друг к другу пластин.



Направление магнитного момента нанопластин / © Иллюстрация РИА Новости . Алина Полянина

Цель исследования состояла в установлении взаимосвязи между структурными характеристиками наночастиц и их магнитными свойствами. В отсутствие внешнего магнитного поля при образовании "стопки" магнитные моменты (так называют величину, характеризующую магнитные свойства вещества) соседних нанопластинок направлены противоположно друг другу. Таким образом, суммарный магнитный момент всех частиц близок к нулю. При приложении поля все моменты выстраиваются по его направлению.

"В результате появляется суммарный момент "стопки", что позволяет с помощью магнитного поля перемещать ее куда нужно. Это может быть использовано для практических приложений, например, в технологиях современной медицины. Изученные нами частицы в целом дружественны биологическим тканям и могут быть задействованы при точечной доставке лекарств к пораженным участкам человеческого организма", - отмечает Сергей Жарков, старший научный сотрудник Института физики Сибирского отделения РАН

Источники

Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
BBC24.Net, 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
Новости@Rambler.ru, 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
РИА Новости, 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине - новости на сегодня 01.11.2017
News2world.net, 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
ИА Город Новостей (city-n.ru), 01/11/2017
Сибирские физики изучили новый тип нанопластин для применения в медицине - новости на сегодня 01.11.2017
News2world.net, 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
Новостной портал (novosti-onlajn.ru), 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
Карельские Вести (kareliyanews.ru), 01/11/2017
Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине
Profi-news.ru, 01/11/2017

Похожие новости

  • 16/04/2021

    Ученые изучили, как течение диабета I типа влияет на кровоснабжение мозга

    ​Ученые изучили, как кровоснабжение головного мозга изменяется по мере развития сахарного диабета I типа. Для этого они наблюдали за особой генетической линией мышей, у которой сильнее проявляются последствия этого заболевания.
    646
  • 09/04/2021

    Инновационный новосибирский тест на COVID-19 по дыханию представили на крупной выставке в Москве

    ​Учёные ведущих вузов России и эксперты экспортного центра оценили устройство новосибирских разработчиков, позволяющее сдать тест на коронавирус по дыханию.  Разработанный учёными Института автоматики и электрометрии СО РАН и компании «Сайнтификкоин» газоанализатор HEALTHMONITOR, позволяющий сдать тест на COVID-19 по дыханию, представили на международной выставке «Фотоника.
    743
  • 23/04/2021

    Красноярские биофизики готовы к созданию замкнутой системы жизнеобеспечения нового типа

    У российских космонавтов есть традиция перед полетом смотреть фильм «Белое солнце пустыни». В ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» есть традиция в День космонавтики говорить о замкнутой биологической системе жизнеобеспечения.
    639
  • 12/02/2021

    Искусственный интеллект в борьбе с коронавирусом

    Красноярские ученые придумали, как использовать искусственный интеллект для более точного определения площади поражения легкого коронавирусом и даже прогнозировать возможные осложнения. Это позволит врачам быстро назначать больному необходимую терапию и реабилитировать его после перенесенного ковида.
    1016
  • 03/06/2021

    Алмазные наноиглы для квантовых устройств и детекторов станут доступнее

    Российские ученые совместно с финскими коллегами усовершенствовали метод получения алмазных игл, что делает их более доступными для различных применений, включая квантово-оптические сенсоры. Новый способ использует синтез алмаза из смеси водорода и метана при активации газовой среды методом «горячей нити».
    1495
  • 24/05/2021

    Испытание установки для лечения сложных видов рака хотят начать в Новосибирске в 2023 году

    Институт ядерной физики СО РАН планирует в 2023 году начать клинические испытания установки для лечения рака по перспективному методу бор-нейтронозахватной терапии, ее финансирование поручил предусмотреть премьер-министр РФ Михаил Мишустин.
    872
  • 30/03/2021

    Модифицированные наноалмазы смогут доставлять гормональные лекарства в организм человека

     Ученые модифицировали наноалмазы — носители лекарственных препаратов, чтобы продлить время выхода и терапевтического действия лекарств. Действие наночастиц опробовано на кортикостероидах — гормональных лекарства, применяемых для лечения ряда заболеваний.
    561
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    655
  • 16/02/2021

    Ключевые результаты в сфере науки Алтайского края в 2020 году

    Научный комплекс Алтайского края сегодня представлен 4 научно-исследовательскими институтами, в числе которых 2 учреждения Сибирского отделения Российской академии наук и Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий.
    1906
  • 20/02/2021

    Новосибирские учёные презентуют газоанализатор на выставке в ОАЭ

    ​​Учёные рассказали, чего ждут от выставки, и какие контракты планируют заключить с зарубежными партнерами. Газоанализатор, разработанный учеными новосибирского Академгородка, презентуют участникам международной выставки продуктов, напитков, оборудования для гостинично-ресторанного бизнеса и кулинарии стран Персидского Залива.
    1070