​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

  • 29/04/2019

    Сибирские учёные участвуют в российских космических проектах

    Научные институты со ран работают в проектах «миллиметрон» и «федерация», наращивают группировку глонасс и не возражают против сотрудничества с частными космическими корпорациями. Первая в России негосударственная космическая компания появилась в Красноярске.
    659
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    1615
  • 04/08/2020

    О строительстве ЦКП «СКИФ»

    ​ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН» совместно с генеральным проектировщиком Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») — Центральным проектно-технологическим институтом (АО «ЦПТИ», входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») — завершили работу над генпланом размещения объектов синхротрона, который планируют построить под Новосибирском к концу 2023 года.
    646
  • 30/09/2019

    Сибирские ученые используют материалы с памятью формы для хирургии

    ​Появление никелид титановых имплантатов стало революционным шагом в хирургии. Несмотря на искусственный синтез, они оказались во много раз лучше изделий из биологических материалов, а также других имплантатов на металлической основе.
    646
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    1574
  • 23/01/2019

    Новосибирские физики смоделировали атмосферу экзопланет

    ​Сотрудники Института лазерной физики СО РАН в лабораторных условиях моделируют плазменный ветер, аналогичный тому, что испускают объекты в сотнях световых лет от Земли. Эти исследования имеют большое значение для изучения состава и динамики верхней атмосферы разных классов экзопланет, в том числе потенциально пригодных для жизни.
    1128
  • 06/02/2020

    Новое слово в теории лесных пожаров

    ​В свет вышла монография о новых способах прогнозирования и мониторинга лесных пожаров и их последствий, опубликованная международной академической издательской компанией IGI Global. В сборник, редактором которого стал доцент Научно-образовательного центра И.
    414
  • 19/09/2019

    НГУ и ИЯФ СО РАН представили на форуме «Технопром» инновационную методику лечения рака

    ​​C 18 сентября в рамках VII Международного форума технологического развития «Технопром» Новосибирский государственный университет и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера представят стенд, посвященный совместной работе центра бор-нейрозахватной терапии онкологических заболеваний.
    1066
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    514
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    1163