Наука Вещества 29.10.2021, 19:35 Многоразовый композит из нановолокон и наноалмазов поможет выявить токсины в воде Красноярские ученые разработали новый композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. Домой Новости Ученые использовали наноалмазы для обнаружения загрязнений в воде.
Ученые из Красноярска изобрели кристаллы для лечения шизофрении
Специалисты Красноярского научного центра СО РАН разработали на основе нановолокон и наноалмазов материал, способный легко обнаруживать загрязняющие вещества в сточных водах промышленных предприятий. Учеными красноярского института биофизики и новосибирского института неорганической химии Сибирского отделения РАН получен композитный материал на основе наноалмазов и углеродных нанотрубок. Красноярские ученые из ИБФ СО РАН совместно с коллегами из Красноярского медуниверситета уже провели опыты в этом направлении: испытали суспензию наноалмазов в качестве протектора — средства защиты от воздействия химических аллергенов.
Способ разрушения раковых клеток в слабом магнитном поле разработали в Сибири
Исследователи отмечают, что наноструктуры подобных форм синтезируются только на поверхности с нанесенным на нее золотом. Нанокристаллы силицида железа с различной огранкой позволяют связать другие материалы с кремнием — основным материалом электроники. Они могут применяться в качестве электрических наноразмерных контактов в полупроводниках с низким непредусмотренным сопротивлением тока. Также такие материалы можно использовать для создания нанопроволоки или для выращивания светоизлучающих диодов инфракрасного диапазона.
Благодаря экологической безопасности кристаллы силицида металла с изменяемой формой и ориентацией будут служить для разработки лазерных диодов в волоконно-оптических линиях. Важное значение — их можно использовать для последующего синтеза на их основе других наночастиц и материалов», — рассказал научный сотрудник Института физики им. Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства красноярского края.
Это вещество естественно, присутствует в растениях и получается из углеводов, таких как фруктоза и целлюлоза. Пластик, на основе которого сделан этот новый материал, может разлагаться под воздействием бактерий и грибов, обогащая почву углеродом. Сегодня многоразовая пластиковая посуда и другие изделия, а также упаковки, часто создаются из полистирола, который, как и другие пластиковые материалы, остаётся в природе на долгие годы, загрязняя окружающую среду.
На поверхность изготовленного композита, который имеет белый цвет, добавляется водный образец с предварительно внесенными реагентами. Если в образце присутствует фенол, наноалмазы в составе композита запускают цветную реакцию и композит окрашивается в малиновый цвет. Интенсивность цвета пропорциональна содержанию фенола в пробе и может быть легко оценена «на месте» по цветовой шкале», — объяснил один из соавторов работы Никита Ронжин, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института биофизики СО РАН.
Специалисты ФИЦ КНЦ отмечают, что разработанный композит можно применять многократно, в серии как минимум из шести последовательных тестов. После каждого использования необходимо всего лишь промыть композитный диск деионизированной водой для удаления остатков компонентов реакции. Тесты подтверждают, что композит можно использовать повторно, он сохраняет каталитическую функцию в течение года при хранении при комнатной температуре. Колориметрическое определение фенола и фенольных соединений очень многообещающе, поскольку результат теста виден невооруженным глазом. Количественное определение фенола может быть выполнено с помощью спектрофотометра. В качестве альтернативы изображение цветного продукта может быть снято камерой даже обычного телефона.
Следом за этой волной идут высокие температура и давление. И в этих условиях из атомов углерода начинает формироваться кристаллическая решётка наноалмазов, которая соответствует кристаллической решётке природного алмаза. Процесс получения наноалмазов взрывом быстрый и грязный. Атомы углерода алмазного ядра, встраиваясь в решётку, успевают использовать друга на друга все свои валентности. А поверхностные углероды не успевают замкнуться, и эти вакантности тут же заполняются самыми разными компонентами использованного взрывчатого вещества — элементами несгоревшей органики, металлами, химическими группами и так далее. Таким образом, уникальность получаемых данным способом частиц состоит в том, что они, имея классическое алмазное ядро, содержат на поверхности ярко выраженную полиморфную химически активную «шубу». После взрыва получается шихта, попросту говоря, сажа, в которой есть некая толика наноалмазов.
Чтобы извлечь их, удалив примеси металлов и сажу, шихту промывают сильными кислотами. При этом происходит массообмен — что-то с поверхности наноалмазов удаляется, что-то добавляется за счёт тех химических примесей, которые вносятся с кислотами. С точки зрения биолога, наноалмазы интересный и перспективный для изучения материал. Наличие на поверхности этих наночастиц химически активной полиморфной «шубы» и возможности её модификации открывают широчайшие перспективы для применения наноалмазов в большом спектре биомедицинских приложений. Так мы доказали, что наноалмазы можно использовать как полифункциональный адсорбент для экспресс-выделения и очистки белков из самых разных белковых смесей. При этом не нужны ни дорогое хроматографическое оборудование, ни дорогие импортные сорбенты. Для эффективного получения целевого белка с помощью наноалмазов необходимы только пробирки, пипетки и центрифуга.
В целом технологии очисти белков, основанные на применении наноалмазов, отличает быстрота, простота и эффективность. А также в клинической медицине — ведь чистота лекарственного препарата имеет принципиальное значение: когда препарат содержит примеси, могут возникать побочные эффекты. Приведу пример из нашей практики. Несколько лет назад мы сотрудничали с коллегами из Института биоорганической химии ИБХ РАН, Москва , в котором было организовано опытное биотехнологическое производство рекомбинантного инсулина. Это крайне востребованный гормон пептидной природы, применяемый для лечения сахарного диабета. Коллеги предоставили нам два финальных препарата инсулина, в которых мы нашли загрязняющую примесь. С помощью наноалмазов удалили эту примесь и получили оба препарата в чистом виде.
К сожалению, дальнейшего развития это направление совместных исследований не получило. Хотя нам было бы интересно получить с помощью наноалмазов высокоочищенный инсулин сразу из экстрактов биомассы бактерий-продуцентов. Если бы это удалось, мы бы смогли повысить эффективность процесса выделения этого ценного целевого продукта, сократить время и затраты на его производство. Также на основе наноалмазов мы научились конструировать системы биохимической диагностики. Создали три системы, с помощью которых можно определять физиологически важные вещества, например, в крови человека — мочевину, глюкозу и холестерин. В перспективе эти тест-системы могли бы найти применение в медицинской диагностике, мы экспериментально продемонстрировали такую возможность. Отмечу, что мне как учёному прежде всего нужно доказать самому себе состоятельность идеи, проверив её экспериментально, и на основании полученных данных определить границы возможного практического применения.
Но с позиции определённого опыта считаю, что в этой жизни, используя военную терминологию, у каждого из нас есть свой окоп. Если человек профессионально занимается своим делом в своём окопе, боевые действия успешны. Если начинает метаться между окопами, дело потерпит фиаско. Я определил для себя, чем должен заниматься. И к этому призываю молодых коллег. Мы занимаемся фундаментальными исследованиями, получаем новые знания, пытаемся объяснить механизм выявленного феномена, эффекта, явления. Потом подвергаем накопленные экспериментальные данные глубокому и всестороннему анализу, на основании которого делаем более взвешенный вывод о возможности или невозможности применения этого знания на практике.
Это абсолютно правильный путь — все практические достижения человечества основаны на фундаментальных знаниях и их анализе. К сожалению, сегодня у нас норовят «поставить телегу впереди лошади». И часто задают преждевременный вопрос: где вы собираетесь это использовать?
Ученые использовали наноалмазы для обнаружения загрязнений в воде
Отмечается, что здоровые ткани при этом остаются нетронутыми. Сообщается, что над проектом работал коллектив ученых из Красноярского научного центра, Красноярского медицинского университета, Центра ядерной медицины, Сибирского федерального университета и Университета Оттавы Канада. Доставку терапевтических наночастиц к опухоли осуществляют специальные молекулы.
Ученые провели строгие квантовые расчеты и уже делятся с мировым научным сообществом первыми результатами исследования, сообщает корреспондент tvbrics. В зависимости от направления, в котором вылетает электрон, передача импульса электрона атому приводит к возбуждению в молекуле колебаний и вращений. Оба этих эффекта уже наблюдались нами экспериментально с использованием синхротронного излучения», - рассказал автор исследования Фарис Гельмуханов.
Для этого они объединили два известных ранее нетоксичных и простых химических процесса. Полученные продукты могут использоваться в медицине, ветеринарии, косметической и пищевой промышленности. Результаты исследования опубликованы в журнале Wood Science and Technology. Древесина содержит большое количество ценных химических веществ, например, целлюлозу, лигнин, ксилоолигосахариды. Поэтому древесные отходы, такие как опилки, могут перерабатываться и использоваться в медицине, косметологии, пищевой промышленности и других областях. Однако для этого необходимо разработать и подобрать эффективные, но при этом нетоксичные методы превращения древесины в полезные компоненты.
Ученые «Енисейской Сибири» с коллегами-исследователями Красноярского научного центра СО РАН и Красноярского государственного медицинского университета разработали магнитный наноскальпель для адресной и малоинвазивной микрохирургии трудноизлечимых опухолей. Одно из трудноизлечимых онкологических заболеваний — так называемый злокачественный асцит или жидкая опухоль. Жидкость с раковыми клетками создает благоприятную для заболевания среду, скапливаясь в брюшной или грудной полости. Существующие сейчас методы терапии такого онкологического заболевания малоэффективны и высокотоксичны.
Красноярские ученые разработали технологию управляемого синтеза магнитных нанопорошков
JRSNZ: ученые открыли новый вид ископаемых дельфинов — Aureia rerehua. Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде. Наука Вещества 29.10.2021, 19:35 Многоразовый композит из нановолокон и наноалмазов поможет выявить токсины в воде Красноярские ученые разработали новый композитный материал на основе нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов.
Красноярские ученые научились изготавливать наноцеллюлозу
| Сибирские учёные разработали новый композит из нановолокон и наноалмазов | Красноярские ученые создали технологию переработки рыбных костей, внутренностей и чешуи, способную стать одним из звеньев замкнутой системы жизнеобеспечения человека во время пребывания в космосе. |
| Сибирские ученые «скрестили» наноалмазы с нанотрубками - Сибирь - | 21 янв 2022. Пожаловаться. Первые наноалмазы получили красноярские ученые Института биофизики. |
| Красноярские ученые придумали, как лечить рак наноскальпелем без операций | Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Красноярского научного центра СО РАН разработали технологию получения магнитных наночастиц ферригидрита для использования в биомедицине. |
В СО РАН хотят получить наноалмазы
Биолюминесцентные тесты откроют дорогу наноматериалам в медицину Биолюминесцентные тесты откроют дорогу наноматериалам в медицину 03. С их помощью можно изучать свойства наноструктурных материалов. Используя методы, основанные на свечении морских бактерий и их ферментативных реакций, ученые оценили и сравнили токсичность и антиоксидантную активность наночастиц — фуллеренолов, водорастворимых производных фуллеренов, и выяснили, что эти свойства зависят от количества кислородсодержащих заместителей на их поверхности. Такие исследования позволят прогнозировать свойства наноматериалов еще на этапе их синтеза. C развитием технологий меняются все сферы человеческой жизни. Не осталась в стороне и медицина, в рамках которой сформировалось новое направление — наномедицина, ориентированная на использование нанотехнологий. Углерод — один из наиболее удобных и перспективных химических элементов для создания наноструктур. Уже сегодня открыты такие формы существования углерода, как фуллерены, нанотрубки, нановолокна, наноалмазы, графен.
Ученые предполагают, что среди прочего их можно применять для адресной доставки лекарств, помещая препараты внутрь наночастиц, или для создания высокочувствительных маркеров, способных обнаруживать серьезные болезни на ранней стадии. Проекты с применением наноматериалов в медицине и фармакологии пока не выходят за стены лабораторий, так как не до конца поняты механизмы действия этих мельчайших структур.
Как пояснила ученый, пациенту просто надо будет делать укол с лекарством, в котором доработанные наночастицы. Таким образом, они и будут заниматься всей работой как доктора. Данный метод призван помочь в заживлении ран, хрящей и костей.
Таким образом был получен композит с уникальными свойствами: под воздействием даже слабого электрического поля он может светиться люминесцентным голубым светом. Эксперты говорят, что раньше подобные материалы светились только под действием сильного магнитного поля. Новое же соединение требует гораздо меньше энергии, и может быть полезно в самых разных сферах, в том числе, в медицинской диагностике, в изготовлении светильников и дисплеев.
Ученые из Красноярска изобрели кристаллы для лечения шизофрении Поделиться Фото: Pexels.
Команда специалистов синтезировала кристаллы, представляющие потенциально эффективные средства для лечения болезней, таких как Паркинсон, Альцгеймер и шизофрения. Об этом сообщили в Красноярском научном центре Сибирского отделения Российской академии наук.
Сибирские ученые «скрестили» наноалмазы с нанотрубками
| Новости Томска. Свежие томские новости – РИА Томск | Наноалмазы представляют собой серый порошок, который получают при серии коротких взрывов углерода. |
| Красноярские ученые синтезировали кристаллы для терапии шизофрении | Учёные Красноярского научного центра СО РАН разработали новое перспективное применение биолюминесцен. |
| В Сибири разработали композит для обнаружения токсичных веществ в воде | По словам ученой, применение таких микроорганизмов существенно безопаснее для окружающей среды, чем использование традиционных химических реагентов. |
Красноярские ученые создали новый нанокомпозитный 2D-материал
Учёные СО РАН выявили способ определения загрязнения воды с помощью наноалмазов. и электро- катализе, а также использовать в литиевых, магниевых, алюминиевых. Коллектив красноярских ученых, в состав которого вошли исследователи Красноярского научного центра СО РАН, после анализа научных работ ученых со всего мира по магнитным нанодискам выяснил, что новое поколение. Учёные Красноярского научного центра СО РАН разработали новое перспективное применение биолюминесцен.
Новосибирские ученые скрестили алмаз и графен для получения нового материала
Сейчас ученые подбирают и культивируют наиболее подходящие к условиям среды и живущие в смеси измельченных руд с водой штаммы. Домой Новости Ученые использовали наноалмазы для обнаружения загрязнений в воде. Используя биолюминесцентные тесты, ученые выяснили, что токсичность и антиоксидантная активность фуллеренолов зависит от количества присутствующих в них кислородсодержащих заместителей. Ученые красноярского центра СО РАН научились определять токсичность наночастиц, которые используют при изготовлении современных лекарств. Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде.
Ученые из Красноярска создали материал из наноалмазов и нанотрубок
Материал разработан на основе наноалмазов и углеродных нанотрубок — возможно применение при создании дисплеев современного типа.
Все права на материалы, опубликованные на сайте, защищены в соответствии с российским и международным законодательством об интеллектуальной собственности. Любое использование текстовых, фото-, аудио- и видеоматериалов возможно только с согласия правообладателя ВГТРК. Политика конфиденциальности Информация о разработчике сайта.
Пластик, на основе которого сделан этот новый материал, может разлагаться под воздействием бактерий и грибов, обогащая почву углеродом. Сегодня многоразовая пластиковая посуда и другие изделия, а также упаковки, часто создаются из полистирола, который, как и другие пластиковые материалы, остаётся в природе на долгие годы, загрязняя окружающую среду. Новый биоразлагаемый пластик представляет собой перспективное решение для снижения негативного воздействия пластиковых отходов на окружающую среду.
Однако есть и сложность — эти частицы обладают собственным магнитным моментом и собираются в крупные образования, что недопустимо во время операции. Чтобы решить эту проблему, ученые предложили способ управления магнитным моментом при помощи механических напряжений в самом нанодиске. Нанодиск представляет собой сердечник из никеля, «обёрнутый» в безопасное для человека гипоаллергенное золотое покрытие. Оно способно удерживать специфический аптамер, который, в свою очередь, позволяет нанодиску прикрепляться к опухолевой клетке и разрушать её в переменном магнитном поле.
Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде
| Красноярские учёные разработали уникальный способ анализа воды - Столица 24 | Ученые Красноярского научного центра СО РАН и СФУ синтезировали новый многофункциональный композитный двумерный материал на основе природного минерала точилинита. |
| Красноярские ученые разработали умный наноскальпель для терапии жидких опухолей | Коллектив красноярских ученых разработал именно такой метод обнаружения фенола в промышленных сточных водах. Он основан на использовании композитного материал, состоящего из нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. |
| Красноярские ученые научились выращивать нанокристаллы с заданной формой | Город - 14 марта 2018 - Новости Красноярска - |
Поделись позитивом в своих соцсетях
- Ученые из Красноярска разработали способ разрушения раковых клеток наночастицами золота
- Наноалмазы «в шубе»
- Сообщите свою новость
- Российские ученые разработали уникальный способ борьбы с раком: Достижения: Моя страна:
Наноалмазы «в шубе»
Например, одним из важных решений было использовать вместо токсичных минеральных кислот — твердые кислотные катализаторы диоксид циркония и оксид титана. Это позволило не только повысить безопасность проводимых реакций, но и увеличить число получаемых продуктов, сообщает Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук». Мы предложили новый подход к получению этих ценных химических продуктов, а также ксилозы, лигнина и энтеросорбентов из древесины березы. В этом подходе мы объединили процессы гетерогенно-каталитического гидролиза и пероксидной делигнификации. Использование твердых кислотных катализаторов вместо минеральных кислот позволяет повысить экологическую безопасность процесса и предотвратить коррозионное воздействие на аппаратуру и, следовательно, уменьшить финансовые затраты. К тому же разработанный метод производства целлюлозных продуктов основан на использовании нетоксичных органических и водно-органических растворителей.
Учёные предполагают, что среди прочего их можно применять для адресной доставки лекарств, помещая препараты внутрь наночастиц, или для создания высокочувствительных маркеров, способных обнаруживать серьёзные болезни на ранней стадии. Проекты с применением наноматериалов в медицине и фармакологии пока не выходят за стены лабораторий, так как не до конца поняты механизмы действия этих мельчайших структур. Одна из часто возникающих проблем -- токсичность наночастиц, закономерности проявления которой не всегда понятны. Из-за такой неопределённости и недостаточной изученности применение углеродных наночастиц затруднено. У исследователей пока нет полной уверенности в безопасности таких медицинских препаратов. Красноярские биофизики предложили применять биолюминесцентные тесты для оценки токсичности и антиоксидантной активности углеродных наночастиц.
Учёные проверили этот метод на фуллеренолах -- водорастворимых производных фуллеренов. Они представляются перспективными для создания антибактериальных, противогрибковых, противовирусных, противораковых средств и компонентов композиционных биоматериалов. В своей работе исследователи не только определили, от каких структурных особенностей фуллеренолов зависят их свойства, но и разработали принципы подбора наноматериалов для синтеза медицинских препаратов.
Данный метод призван помочь в заживлении ран, хрящей и костей. Подпишитесь и получайте новости первыми Читайте также.
Еще одно перспективное направление — контролируемая доставка лекарств. Не секрет, что большая часть попадающих в организм лекарственных средств работает как пушка, которая бьёт по воробьям.
Для нацеленного введения лекарственных препаратов можно использовать биополимерные «контейнеры». Полимерная капсула, оснащенная специальными системами распознавания, при обычном способе введения — внутримышечно или внутривенно — попадает именно в тот очаг или орган, где требуется лекарство. Затем биополимер разрушается и лекарство начинает работать. Причем процесс этот можно «настроить» — полимер будет разрушаться с заданной скоростью, чтобы человек получал оптимальные для лечения дозы лекарств. Биополимеры могут также использоваться для производства пластиковых бутылок, банок, пакетов, плёнки. Утилизация изделий из биоразрушаемого материала в естественных условиях не нанесет вред окружающей среде. Стволовые клетки для восстановления спинного мозга Группа ученых под руководством доктора медицинских наук, профессора Красноярского медицинского университета Игоря Большакова работает сразу над несколькими разработками в сфере биотехнологий. Один из завершенных проектов — раневое покрытие «Коллахит».
Сразу после его появления материал окрестили «искусственной кожей». В состав «Коллахита» входит коллаген — его получают из кожи крупного рогатого скота — и хитозан, один из самых распространенных биополимеров в мире. Его, в частности, синтезируют членистоногие и пчелы. Сейчас группа ученых под руководством профессора Большакова сосредоточена на исследовании в области биоинженерии — восстановление поврежденного спинного мозга с помощью биополимерных матриц.