Руновации # Нанопловцы
Ещё изобретения медицины и ещё технологии будущего
Российские ученые создали самодвижущихся «нанопловцов»
Данные частицы найдут применения в медицине, доставляя самостоятельно лекарство в нездоровый орган / «Умная Россия» / декабрь, 2016
«Русская планета» поддерживает российские инновации. Предлагаем нашим читателям актуальные новости от российских разработчиков высоких технологий. Наши открытия, наши продукты, наши герои новой технологической революции! ©Ещё в «Умной России», а также «Сделано русскими»
___
Данные конструкции похожи на механические устройства, такие как помпы или моторы. В 2011 году Бен Феринга получил Нобелевскую премию за «наномобиль», проезжающий прямо и оборачивающийся налево или направо. Насыщалось это устройство от иглы электронного микроскопа.
После создания наноустройств перед экспертами возникла иная задача: сделать их независимыми и заставить двигаться в нужном направлении. На этом основании человечеству не грозит восстание машин в ближайшие сто лет.
И все же российским ученым получилось решить вопрос с самостоятельностью. В качестве «руля» научные сотрудники приняли решение применить золото и родий. Эти редкие металлы позволят управлять «нанопловцами» с помощью магнитного поля. Разложение молекул перекиси водорода на частицах содействует образованию протонов, толкающих в случайном направлении «нанопловцов».
Сейчас ученые стараются найти способ контролировать сформированные наноструктуры. Открытие поможет еще глубже продвинуться в сфере медицины и промышленности. Эксперты также отметили, что «нанопловцов» легко вывести в масштабное производство.
___
Российские ученые создали самодвижущихся «нанопловцов»
Используя разработанного электрохимического робота, российские химики создали самодвижущиеся наностержни, с помощью которых в перспективе можно будет осуществлять доставку лекарств в организме, а также использовать их в качестве моторов для микроскопических устройств. Исследования поддержаны Российским научным фондом, их результаты были доложены на научной конференции грантодержателей российского научного фонда «Фундаментальные химические исследования XXI века».
Ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова успешно синтезировали самодвижущиеся наноструктуры, или, как их еще называют, «нанопловцов», из золота и родия. Такие структуры приходят в движение за счет реакции разложения на их противоположных концах пероксида водорода.
«Создание сегментированных нанонитей с большим количеством прослоек - достаточно трудоемкий и долгий процесс. Однако эта процедура легко поддается автоматизации. В ходе работы был сконструирован электрохимический робот, синхронизированный с потенциостатом, что позволило в автоматическом режиме формировать нанокомпозиты, содержащие сегментированные нанонити с четкой границей между соседними слоями и точным контролем их толщины», - прокомментировал работу руководитель гранта РНФ, кандидат химических наук Кирилл Напольский.
Чтобы получить такие наноструктуры, ученые осаждали оба металла, золото и родий, в пористую пленку (толщиной в десятки микрон) оксида алюминия. Полученные наностержни извлекали, растворяя пористую пленку из оксида алюминия в щелочи. Этот метод называется «темплатное электроосаждение». В результате химикам удалось получить наностержни с чередующимися слоями золота и родия диаметром до 290 нм и длиной до 4 микрон. Затем ученые помещали синтезированные наностержни в раствор пероксида водорода. В процессе реакции разложения перекиси происходило движение протонов от сегмента родия к сегменту золота, которое, в свою очередь, способствовало движению самих наноструктур.
Чтобы убедиться, что наностержни действительно двигаются, химики нанесли раствор наночастиц в перекиси на предметное стекло. Чтобы различить движение наностержней за счет реакции разложения пероксида водорода, а не за счет обычного теплового движения частиц в растворе, ученые анализировали траекторию движения наностержней вдоль их оси. Изменение положения наноструктур фиксировали с помощью последовательных фотографий. Выяснилось, что наностержни передвигались в перекиси в среднем на половину своей длины за одну секунду.
«Одна из основных задач - найти «руль» для управления движением наностержней, так как наноструктуры осуществляют свое движение в произвольном постоянно изменяющемся направлении. А например, доставлять лекарства в организме нужно к заданным клеточным целям. В качестве такого «руля» могут выступать дополнительные сегменты из металла, обладающего магнитными свойствами, такого как никель или железо. Тогда с помощью магнитного поля можно будет задавать направление движения наностержней», - сказал исполнитель гранта РНФ, кандидат химических наук Сергей Кушнир.
«Большой плюс метода состоит в том, что процесс электроосаждения наноструктур, осуществляемый в лаборатории, можно легко перенести на масштабное производство. Часто что-то полученное в лаборатории невозможно перенести на практику. Например, ученые могут получить одну десятую грамма вещества, но когда речь заходит о тонне, то получить его в таком большом количестве бывает невозможно. Пленки анодного оксида алюминия в лабораторных условиях используют размером в 100 кв. см, в принципе, в промышленности анодирование можно использовать и на квадратных метрах. Электроосаждение зависит уже от размера ванны, регулировать который несложно», - заключил Кирилл Напольский.
_______
Нобелевская премия по химии в этом году была присуждена за создание и развитие наномашин - атомных конструкций, похожих по своему устройству и принципам работы на обычные моторы, помпы и другие механические устройства. Например, в 2011 году нобелевский лауреат Бен Феринга создал своеобразный "наномобиль", способный ехать по прямой линии и поворачивать направо и налево, используя в качестве источника энергии иглу электронного микроскопа.
Две главные проблемы таких машин заключаются в том, что ученые пока не придумали, как можно заставить подобные наноструктуры двигаться самостоятельно внутри организма или других сред, используя "подручные" источники энергии, и как заставить их путешествовать в нужном направлении. Без решения этих проблем, как заявил сам Феринга, "восстание наномашин нам не грозит", так как такие устройства будут оставаться любопытными, но бесполезными нано-игрушками.
Кирилл Сухина
«Русская планета» / «Газета.ру» / «РИА Новости», 27-28 декабря 2016
Российские ученые создали самодвижущихся «нанопловцов»
Данные частицы найдут применения в медицине, доставляя самостоятельно лекарство в нездоровый орган / «Умная Россия» / декабрь, 2016
«Русская планета» поддерживает российские инновации. Предлагаем нашим читателям актуальные новости от российских разработчиков высоких технологий. Наши открытия, наши продукты, наши герои новой технологической революции! ©Ещё в «Умной России», а также «Сделано русскими»
___
Данные конструкции похожи на механические устройства, такие как помпы или моторы. В 2011 году Бен Феринга получил Нобелевскую премию за «наномобиль», проезжающий прямо и оборачивающийся налево или направо. Насыщалось это устройство от иглы электронного микроскопа.
После создания наноустройств перед экспертами возникла иная задача: сделать их независимыми и заставить двигаться в нужном направлении. На этом основании человечеству не грозит восстание машин в ближайшие сто лет.
И все же российским ученым получилось решить вопрос с самостоятельностью. В качестве «руля» научные сотрудники приняли решение применить золото и родий. Эти редкие металлы позволят управлять «нанопловцами» с помощью магнитного поля. Разложение молекул перекиси водорода на частицах содействует образованию протонов, толкающих в случайном направлении «нанопловцов».
Сейчас ученые стараются найти способ контролировать сформированные наноструктуры. Открытие поможет еще глубже продвинуться в сфере медицины и промышленности. Эксперты также отметили, что «нанопловцов» легко вывести в масштабное производство.
___
Российские ученые создали самодвижущихся «нанопловцов»
Используя разработанного электрохимического робота, российские химики создали самодвижущиеся наностержни, с помощью которых в перспективе можно будет осуществлять доставку лекарств в организме, а также использовать их в качестве моторов для микроскопических устройств. Исследования поддержаны Российским научным фондом, их результаты были доложены на научной конференции грантодержателей российского научного фонда «Фундаментальные химические исследования XXI века».
Ученые из МГУ им. М.В. Ломоносова успешно синтезировали самодвижущиеся наноструктуры, или, как их еще называют, «нанопловцов», из золота и родия. Такие структуры приходят в движение за счет реакции разложения на их противоположных концах пероксида водорода.
«Создание сегментированных нанонитей с большим количеством прослоек - достаточно трудоемкий и долгий процесс. Однако эта процедура легко поддается автоматизации. В ходе работы был сконструирован электрохимический робот, синхронизированный с потенциостатом, что позволило в автоматическом режиме формировать нанокомпозиты, содержащие сегментированные нанонити с четкой границей между соседними слоями и точным контролем их толщины», - прокомментировал работу руководитель гранта РНФ, кандидат химических наук Кирилл Напольский.
Чтобы получить такие наноструктуры, ученые осаждали оба металла, золото и родий, в пористую пленку (толщиной в десятки микрон) оксида алюминия. Полученные наностержни извлекали, растворяя пористую пленку из оксида алюминия в щелочи. Этот метод называется «темплатное электроосаждение». В результате химикам удалось получить наностержни с чередующимися слоями золота и родия диаметром до 290 нм и длиной до 4 микрон. Затем ученые помещали синтезированные наностержни в раствор пероксида водорода. В процессе реакции разложения перекиси происходило движение протонов от сегмента родия к сегменту золота, которое, в свою очередь, способствовало движению самих наноструктур.
Чтобы убедиться, что наностержни действительно двигаются, химики нанесли раствор наночастиц в перекиси на предметное стекло. Чтобы различить движение наностержней за счет реакции разложения пероксида водорода, а не за счет обычного теплового движения частиц в растворе, ученые анализировали траекторию движения наностержней вдоль их оси. Изменение положения наноструктур фиксировали с помощью последовательных фотографий. Выяснилось, что наностержни передвигались в перекиси в среднем на половину своей длины за одну секунду.
«Одна из основных задач - найти «руль» для управления движением наностержней, так как наноструктуры осуществляют свое движение в произвольном постоянно изменяющемся направлении. А например, доставлять лекарства в организме нужно к заданным клеточным целям. В качестве такого «руля» могут выступать дополнительные сегменты из металла, обладающего магнитными свойствами, такого как никель или железо. Тогда с помощью магнитного поля можно будет задавать направление движения наностержней», - сказал исполнитель гранта РНФ, кандидат химических наук Сергей Кушнир.
«Большой плюс метода состоит в том, что процесс электроосаждения наноструктур, осуществляемый в лаборатории, можно легко перенести на масштабное производство. Часто что-то полученное в лаборатории невозможно перенести на практику. Например, ученые могут получить одну десятую грамма вещества, но когда речь заходит о тонне, то получить его в таком большом количестве бывает невозможно. Пленки анодного оксида алюминия в лабораторных условиях используют размером в 100 кв. см, в принципе, в промышленности анодирование можно использовать и на квадратных метрах. Электроосаждение зависит уже от размера ванны, регулировать который несложно», - заключил Кирилл Напольский.
_______
Нобелевская премия по химии в этом году была присуждена за создание и развитие наномашин - атомных конструкций, похожих по своему устройству и принципам работы на обычные моторы, помпы и другие механические устройства. Например, в 2011 году нобелевский лауреат Бен Феринга создал своеобразный "наномобиль", способный ехать по прямой линии и поворачивать направо и налево, используя в качестве источника энергии иглу электронного микроскопа.
Две главные проблемы таких машин заключаются в том, что ученые пока не придумали, как можно заставить подобные наноструктуры двигаться самостоятельно внутри организма или других сред, используя "подручные" источники энергии, и как заставить их путешествовать в нужном направлении. Без решения этих проблем, как заявил сам Феринга, "восстание наномашин нам не грозит", так как такие устройства будут оставаться любопытными, но бесполезными нано-игрушками.
Кирилл Сухина
«Русская планета» / «Газета.ру» / «РИА Новости», 27-28 декабря 2016