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. Ученые из Новосибирска вместе со своими коллегами из Красноярска создали интересный материал, соединив для этого углеродные нанотрубки с наноалмазами. Также красноярские ученые научились выращивать помидоры без солнечного света. Ученые красноярского центра СО РАН научились определять токсичность наночастиц, которые используют при изготовлении современных лекарств. Группа ученых из Красноярского научного центра СО РАН, Туниса, Индии и Саудовской Аравии синтезировали кристаллы на основе органики и азотной кислоты.
Красноярские учёные создали экологичный пластик
Ученые провели строгие квантовые расчеты и уже делятся с мировым научным сообществом первыми результатами исследования, сообщает корреспондент со ссылкой на По сообщению пресс-службы ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», новый композиционный материал состоит из нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. Ученые из Новосибирска и Красноярска создали новый композиционный материал на основе углеродных нанотрубок и наноалмазов. Учёные из Новосибирска и Красноярска создали новый композиционный материал на основе углеродных нанотрубок и наноалмазов. Красноярские ученые предложили использовать наночастицы золота в борьбе с раком.
Красноярские ученые научились изготавливать наноцеллюлозу
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.
В связи с этим существует необходимость в мониторинге уровня загрязнения промышленных сточных вод, позволяющего легко и эффективно проводить анализ воды «на месте». Это помогало бы экологическим службам и общественному контролю быстрее оценивать экологическое состояние природных вод. Процедура колориметрического анализа воды на содержание фенола с использованием полученного нами композита происходит следующим образом. 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 течении года при хранении при комнатной температуре.
Как выглядят это лечебные наночастицы? Сколько это? Чтобы представить это — для сравнеиния — человеческий эритроцит, красная клетка крови, имеет размер примерно 6-7 тысяч нанометров. Подробности в видеоинтервью ниже и программе «Популярная наука».
Нашли ошибку в новости?
При охлаждении углерод растворяется в никелевых кластерах, которые слипаются коагулируют до образования частиц. По мере охлаждения частицы продолжают коагулировать, и на них конденсируется углерод из плазмы.
Оказалось, что порошок, состоящий из таких частиц, в зависимости от параметров синтеза, обладает разными проводящими свойствами. Оболочка никелевой частицы устроена сложным образом: ближайший прилежащий к никелю слой — это карбид никеля соединение никеля и углерода , далее, расположен слой, соответствующий по структуре алмазу, а самый верхний и наиболее толстый — графит. Применение таких порошков с улучшенными характеристиками, в основном связано с наличием у них магнитных свойств и маленького размера всего в несколько десятков нанометров.
В Сибири разработали композит для обнаружения токсичных веществ в воде
Особенность открытия в том, что разработка светится в слабом электрическом поле, что является необычным. Изобретение представляет собой сплав углеродных нанотрубок и наноалмазов. Связать их вместе было непросто, отмечают ученые. Суть открытия в том, что изобретен дешевый и простой способ получения люминесцентного материала.
Поэтому давно шла работа над тем, как оптимизировать добычу, экспериментируя с различными микроорганизмами, передает портал «Научная Россия». Аммосова СВФУ, Якутск совместно с Сибирским отделением Российской академии наук СО РАН Новосибирск нашли альтернативный способ выделения сульфидов, содержащих золото и сурьму, из комплексных многокомпонентных руд с помощью бактерий, которых обнаружили на золотоносных месторождениях Красноярского края. Микроорганизмы помогают извлечь золото и остатки минералов сурьмы уже после первичной обработки руды: сначала, во время первой обработки руды, из нее выделяют концентрат, в составе которого присутствуют минералы с включениями золота и остатки минералов сурьмы, а затем, чтобы выделить из концентрата минералы с содержанием золота и сурьмы, ученые и используют бактерии.
Одна из часто возникающих проблем — токсичность наночастиц; закономерности проявления которой не всегда понятны. Из-за такой неопределенности 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.
Ученые 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. Для исследования свойств наноматериалов на клеточном и биохимическом уровнях красноярские ученые предлагают использовать два типа биотестов, созданных на основе клеток светящихся морских бактерий и выделенных из них ферментов. Использование таких биотестов делает оценку токсичности и антиоксидантной активности крайне простой и быстрой. Если свечение в эксперименте уменьшается, то образец токсичен, так как он подавляет клеточные процессы и замедляет биохимические реакции, отвечающие за него.
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? Опережая события, хотят сразу видеть практическую реализацию. Но даже при наличии обоснованности практического применения реализовать научную разработку непросто. Приведу пример из нашего опыта.
Новости регионов
- Новосибирские ученые скрестили алмаз и графен для получения нового материала - Вести
- Красноярские ученые использовали наноалмазы для выявления фенола в воде
- Красноярские ученые научились определять токсичность наночастиц
- Ученые из Красноярска изобрели кристаллы для лечения шизофрении
- Красноярские ученые создали новый нанокомпозитный 2D-материал
- Сибирские учёные разработали новый композит из нановолокон и наноалмазов
Красноярские ученые придумали, как лечить рак наноскальпелем без операций
Вот и сотрудники Красноярского института биофизики РАН, которые создали уникальный метод выявления фенолов в воде, уверяют: все просто. Одно «но» - красноярские ученые предлагают использовать для этого алмазы. Не простые, природные, а «умные» наноалмазы. Их получают при помощи содержащих углерод взрывчатых веществ например, смесь тротила и гексогена.
Одна из часто возникающих проблем — токсичность наночастиц; закономерности проявления которой не всегда понятны. Из-за такой неопределенности 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. Ученые 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. Для исследования свойств наноматериалов на клеточном и биохимическом уровнях красноярские ученые предлагают использовать два типа биотестов, созданных на основе клеток светящихся морских бактерий и выделенных из них ферментов. Использование таких биотестов делает оценку токсичности и антиоксидантной активности крайне простой и быстрой. Если свечение в эксперименте уменьшается, то образец токсичен, так как он подавляет клеточные процессы и замедляет биохимические реакции, отвечающие за него.
Специалисты изучили разработанный кристалл в качестве ингибитора белков, связанных с болезнями Альцгеймера, Паркинсона и шизофрении.
Результаты исследования показали, что кристаллы успешно проникают в активную среду области рецепторов. Ранее Сиб.
Поэтому давно шла работа над тем, как оптимизировать добычу, экспериментируя с различными микроорганизмами, передает портал «Научная Россия». Аммосова СВФУ, Якутск совместно с Сибирским отделением Российской академии наук СО РАН Новосибирск нашли альтернативный способ выделения сульфидов, содержащих золото и сурьму, из комплексных многокомпонентных руд с помощью бактерий, которых обнаружили на золотоносных месторождениях Красноярского края. Микроорганизмы помогают извлечь золото и остатки минералов сурьмы уже после первичной обработки руды: сначала, во время первой обработки руды, из нее выделяют концентрат, в составе которого присутствуют минералы с включениями золота и остатки минералов сурьмы, а затем, чтобы выделить из концентрата минералы с содержанием золота и сурьмы, ученые и используют бактерии.
Топ проектов красноярских ученых в сфере биотехнологий
Наночастицы золота с единственными в своем роде спектральными характеристиками в ближней инфракрасной области разработали красноярские ученые. Вещество красноярских ученых способно светиться. Следовательно, наноалмазы можно использовать для нейтрализации, например, микотоксинов — метаболитов низших грибов, в частности плесневых.
Новый наноиндикатор
По сообщению пресс-службы ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», новый композиционный материал состоит из нановолокон оксида алюминия и детонационных наноалмазов. Новосибирские физики разработали новый материал наноалмазы, встроенные в графен, природных и искусственных аналогов ему нет, утверждают исследователи. JRSNZ: ученые открыли новый вид ископаемых дельфинов — Aureia rerehua. Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Красноярского научного центра СО РАН разработали технологию получения магнитных наночастиц ферригидрита для использования в биомедицине.
Российские ученые научились делать наноалмазы в лабораторных условиях
Такой «гибрид» уникален тем, что способен светиться даже при минимальном воздействии электрического поля. Данное свойство предоставляет инженерам возможность создавать на основе таких материалов новые типы дисплеев. Научные сотрудники институтов неорганической химии им.
Этот метод уже опробован на лабораторных животных. Также перспективно применение биолюминесцентных белков для мониторинга состояния окружающей среды. Использование биолюминесцентного белка в диагностике позволяет с точностью до нескольких клеток проследить процесс увеличения или уменьшения опухоли Источник: niipfm. С помощью биолюминесценции можно наглядно иллюстрировать биологические процессы — их, в буквальном смысле, видно. Это свойство белков используется в образовательных целях в университетах и школах, в том числе и в Красноярске. В перспективе светящиеся белки могут стать основой для создания биосенсора — носимого устройства размером с авторучку или спичечный коробок.
Такой сенсор, к примеру, сможет определять степень утомленности организма по уровню токсинов в слюне. Наноалмазы для медицины и экологии Еще одно направление работы Института биофизики СО РАН — более двух десятков лет здесь изучают свойства и прорабатывают вопросы практического использования особых наноалмазов. Искусственно созданные наночастицы получают методом взрывного синтеза — отсюда и их название. Внешний вид порошков вверху и гидрозолей внизу модифицированных наноалмазов. У ученых из ИБФ СО РАН есть наноалмазы, которым они придали уникальные свойства, что открывает возможности применения таких частиц в биологических и медицинских целях. Для биологов, поясняет доктор биологических наук Владимир Бондарь, интерес, главным образом, представляют, адсорбирующие свойства этого материала — способность частиц связывать на своей поверхности самые разные вещества. Каковы перспективы практического применения? Возможности применения наноалмазов в медицине и биологии очень широки.
Ученые отмечают, что адресная доставка по сравнению с традиционными методами введения лекарств позволит снизить дозу вводимого вещества и минимизировать его побочное действие на организм. Полученные результаты исследования опубликованы в журнале Physics of the Solid State. Источник: ТАСС.
Наилучшим образом они подходят для изготовления ферромагнитных жидкостей и сердечников высокочастотных трансформаторов. Первые применяются в машиностроении и во многих аналитических приборах для отвода тепла, снижения трения или создания герметичного соединения, вторые используются для снижения потерь энергии при нагреве трансформаторов. По словам доктора технических наук, профессора, заведующего лабораторией аналитических методов исследования вещества Института физики им. В данном случае на углеродную поверхность наносят каталитически активный металл. Такие катализаторы найдут применение в медицине, химическом производстве и малой энергетике.