Ученые БФУ им. Иммануила Канта выяснили, что наночастицы золота, покрытые тонким слоем кремнезема, хорошо рассеивают свет. Эти частицы используются при адресной доставке лекарств, и их яркое «сияние» позволит с помощью приборов следить за перемещением препаратов по организму пациента. Об этом РИА Новости сообщили в Министерстве науки и высшего образования РФ.
В современной медицине активно развивается система адресной доставки лекарств, когда препарат с помощью специальных носителей перемещается строго в определенное место в организме пациента, например, к опухоли. Этот метод позволяет избежать вредного воздействия препарата на здоровые клетки и ткани.
Часто для адресной доставки применяются наночастицы золота, к которым присоединяют молекулы лекарства. Такую конструкцию покрывают специальной оболочкой, защищающей лекарство от слишком раннего высвобождения, и крепят к ней антитела — белковые молекулы, нацеливающие частицы в нужное место. В качестве материала оболочки частиц используется кремнезем. Такие покрытия стабильны и безопасны для человека, их толщину можно легко и точно контролировать.
До сих пор ученых в основном интересовали размер и форма наночастиц для доставки лекарств, а их оптическим свойствам уделялось значительно меньше внимания. Но если частицы способны хорошо рассеивать падающий на них свет, их передвижение можно отслеживать с помощью специальных приборов, что позволяет контролировать доставку лекарств.
Способность усиливать рассеяние света вблизи нанообъекта во многом зависит от напряженности электрического поля вокруг частиц, поэтому по его значению можно понять, какие частицы будут лучше всего «светиться».
Ученые из Балтийского федерального университета (БФУ) имени Иммануила Канта математически смоделировали значения электрического поля, которое создается тремя типами структур: наночастицами золота без оболочки, частицами, покрытыми слоем кремнезема разной толщины (от двух до двадцати нанометров), а также пустой кремнеземной капсулой.
Исследователи выяснили, что наибольшая напряженность электрического поля возникала вокруг частиц, покрытых слоем кремнезема толщиной 20 нанометров. Напряженность вокруг них более чем в 2,5 раза превышала значения, характерные для свободных наночастиц золота. Оказалось, что плотно «одетые» частицы хуже рассеивают свет. При этом тонкая оболочка, порядка 2-5 нанометров, наоборот, усиливает рассеяние, благодаря чему частицы легче обнаруживаются при их освещении лазером.
«Мы установили, что эффект кремниевой оболочки неоднозначен: если она тонкая, то увеличивает рассеяние света частицами, если толстая — мешает ему. В первом случае частицы легче отследить, а потому они более перспективны в качестве системы доставки лекарств. В дальнейшем мы планируем изучить другие физические свойства наночастиц золота, покрытых слоями из кремнезема разной толщины, нанесенных на различные металлы», — рассказал кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией математического моделирования оптических свойств наноматериалов БФУ имени Иммануила Канта Андрей Зюбин.

Источник: https://ria.ru/

 

Все благодаря особому громоотводу. Он установлен на вершине одной из самых высоких гор в Швейцарских Альпах. Показываем, как он выглядит.

Европейские исследователи представили новую систему защиты от молний LLR. Она построена на работе мощного лазерного луча. Его направляют в облака во время шторма, следует из данных New Atlas.
«Когда в атмосферу излучаются лазерные импульсы очень высокой мощности, внутри луча образуются нити интенсивного света, — объясняет Жан-Пьер Вольф, один из авторов исследования. — Эти нити ионизируют молекулы азота и кислорода, присутствующие в воздухе, которые затем высвобождают свободные электроны для движения. Ионизированный воздух, называемый плазмой, становится электрическим проводником».
Чтобы продемонстрировать принцип работы концепции, ученые разработали новую лазерную систему со средней мощностью 1 кВт. Она пульсирует примерно 1000 раз в секунду, высвобождая один джоуль энергии за импульс. Эту систему установили на вершине Сантиса, самой высокой горы в Швейцарских Альпах, рядом с башней, которая ежегодно привлекает к себе около 100 ударов молнии.
В период с июня по сентябрь 2021 года исследователи тестировали систему во время штормов. Лазер был направлен в небо рядом с вершиной башни, чтобы попытаться привлечь молнию к лучу до того, как она достигнет обычного громоотвода. «Мы обнаружили, что разряд молнии может следовать за лучом почти на 60 м, прежде чем достигнет башни, тем самым увеличив радиус защитной поверхности со 120 м до 180 м», — говорит ученый.
Идея использования лазеров в качестве громоотводов существует уже давно. Она показала многообещающие результаты в лабораторных экспериментах, но это первый раз, когда эффективность подобной установки продемонстрировали в реальном мире. Конечной целью проекта LLR является использование лазера для расширения влияния громоотвода на 500 м.
Источник: https://hi-tech.mail.ru/

 

Оптоволокно — это стеклянные нити, позволяющие передавать световой сигнал на большие расстояния без потерь и с высокой скоростью. Малые габариты, низкое энергопотребление, устойчивость к перепаду температур и агрессивным средам позволяют использовать кварцевые волокна для лазеров, гироскопов, передачи данных в нефтяных скважинах и даже в космосе. В связи с этим, требования к оптоволокну по прочности, радиационной стойкости, температуре эксплуатации и иным свойствам постоянно возрастают. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ИФМ УрО РАН города Екатеринбурга собрали экспериментальную установку, которая позволила исследовать воздействие магнитного поля на плазменную искру, движущуюся в оптическом волокне. Результаты данного исследования помогут в разработке методик формирования внутриволоконных микроскопических структур, на основе которых можно создавать чувствительные оптические датчики или рассеиватели излучения.
Исследование опубликовано в журнале «Journal of Optical Technology». Разработка выполнена в рамках программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
В экспериментах образец оптического волокна помещался между полюсами сверхмощного постоянного магнита. В один из концов образца оптоволокна подавалось лазерное излучение, а другой конец подводился к измерительному прибору для определения оптической мощности. Далее производилось инициирование лазерного пробоя в волокне, что приводило к возникновению сине-белой вспышки (плазменной искры), которая двигалась по оптическому волокну. При распространении плазменная искра взаимодействовала с магнитным полем и образовывала причудливые микродефекты в оптоволокне. Весь процесс фиксировался на высокоскоростную видеокамеру. Было произведено микроскопическое исследование срезов оптического волокна.
— В условиях проведенного эксперимента было доказано, что магнитное поле имеет влияние на размер, форму и скорость движения плазменной искры вдоль волокна. Так, в испытуемом образце появилась структура микронеоднородностей заполненных кислородом с пулеобразной формой, которая в дальнейшем может быть использована как чувствительный элемент для оптического датчика или оптического рассеивателя излучения, — поясняет научный руководитель проекта, заведующий кафедрой общей физики Пермского Политеха, доктор физико-математических наук, доцент Анатолий Перминов.
Полученные в ходе работы данные позволят создать оптоволоконные устройства с повышенными эксплуатационными характеристиками. Такие устройства находят широкое применение, например, для контроля параметров в нефтяных скважинах, подводных лодках, летательных аппаратах и атомных электростанциях. Оптоволоконные рассеиватели излучения применяются в медицине.

Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.
Источник: https://pstu.ru/

Российские ученые разработали оригинальную технологию создания сложных стоматологических инструментов, способных принимать любую анатомическую форму зубного канала. До последнего времени такие инструменты производили только за рубежом. Предложенный отечественными специалистами метод позволяет экономить ценный материал, из которого делают гибкую иглу, что удешевляет ее производство по сравнению с аналогами. По словам стоматологов, именно дороговизна инструмента ограничивала его использование. Более того, собственное производство позволит снизить стоимость зубной помощи для пациентов.
Специалисты Сколтеха совместно с коллегами из МИСИС разработали новую оригинальную технологию производства сложных стоматологических инструментов — так называемых самоадаптирующихся файлов (САФ). Это очень тонкие, хорошо гнущиеся иглы, способные принимать любую форму. До последнего времени такие инновационные приспособления производили только за рубежом. Раньше при их создании значительный объем дорогостоящего сплава, из которого делают инструменты, превращался в отходы.
Подход, предложенный российскими учеными, позволяет снизить количество материала, попадающего в утиль, на 70%.
— Применяемая сегодня технология производства самоадаптирующихся файлов крайне неэкономно расходует дорогостоящие материалы, из которых они состоят. Мы попытались решить эту проблему. В случае успеха мы рассчитываем развивать производство САФ в России, — объяснил один из авторов исследования, аспирант Сколковского института науки и технологий Станислав Чернышихин.
Для производства САФ в других странах сначала получают полую трубку диаметром 1,5, 2 или 2,5 мм и стенками толщиной около 100 микрон, а затем из нее с помощью лазера вырезают сеточку и придают файлу окончательную форму. Очевидно, что для создания такой конструкции необходимо удалить намного больше материала из заготовки, чем оставить, что объясняет неэффективность классического подхода.

Чудесный порошок
Российские специалисты предложили использовать для производства файлов селективное лазерное плавление (СЛП) — один из распространенных сейчас методов 3D-печати, но с некоторыми ноу-хау. В большинстве случаев объекты для синтеза по технологии СЛП имеют минимальный размер элемента в 300 микрон, гораздо реже — 200, однако разработчикам удалось доработать технологию для печати перемычек диаметром всего в 100 микрон.
— Объект для печати разделяется на отдельные слои толщиной порядка 30 микрон, и для каждого из них выполняется одинаковый цикл: порошок наносится в зону построения, лазер сканирует его, локально сплавляя материал, и платформа построения опускается на ту же толщину, — рассказал научный сотрудник лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» Университета МИСИС Иван Пелевин. — Таким образом, мы послойно наращиваем объект заданной формы. Для файлов в среднем получается около 1,5 тыс. циклов. Несплавленный порошок можно многократно использовать при следующих печатях, что минимизирует его потери.
Самоадаптирующийся файл — нужный стоматологам инструмент, пояснила «Известиям» директор Института стоматологии им. Е.В. Боровского, заведующая кафедрой терапевтической стоматологии Сеченовского университета Ирина Макеева. По словам специалиста, сейчас САФ иностранного производства дороги для российских стоматологов.
Источник: https://iz.ru/

Наночастицы, на которые воздействуют светом, оказались эффективным лекарством для лечения устойчивых больничных инфекций. Исследование опубликовано в журнале Pharmaceutics. Исследователи из Университета Южной Австралии разработали технологию борьбы с устойчивыми больничными инфекциями с помощью наночастиц, активируемых светом.
Новый метод уничтожает золотистый стафилококк в 500 000 раз лучше, а синегнойную палочку — в 100 000 раз лучше.
Ученые разработали метод антимикробной фотодинамической терапии с помощью жидкокристаллических липидных наночастиц протопорфирина галлия (GaPP-LCNP). Действующее вещество наносится на рану в виде лосьона. Когда на него воздействует лазерный свет, GaPP создает активные формы кислорода, которые служат альтернативой обычным антибиотикам.
Авторы работы отмечают, что существующие методы используют вещества с плохой растворимостью. В своей технологии они сконцентрировались на использовании липидов пищевого качества для создания соединения с повышенной растворимостью и антибактериальными свойствами.
Исследование показало, что готовые молекулы нацелены на несколько бактериальных клеток одновременно, не позволяя бактериям адаптироваться и становиться резистентными. В серии экспериментов исследователи показали эффективность нового метода лечения для борьбы с двумя наиболее распространенными и опасными типами внутрибольничных инфекций. При этом клетки кожи, участвующие в процессе заживления ран, показали повышенную жизнеспособность, а бактерии, устойчивые к антибиотикам, были полностью уничтожены, говорят ученые.
Золотой стафилококк (золотистый стафилококк) и синегнойная палочка — одни из самых смертоносных супербактерий в мире. По оценкам, свыше миллиона человек умирают от устойчивых к антибиотикам бактерий.
Источник: https://hightech.fm/

Российские физики вырастили органический кристалл, который излучает управляемый поток света. Исследование позволит создать источники света нового типа для дисплеев электронных устройств, сверхъярких источников света, а также органических лазеров, работающих напрямую от электричества, а не от другого лазера или мощной газоразрядной лампы. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в журнале Materials Chemistry Frontiers.
В современных электронных устройствах все чаще устанавливают дисплеи на основе органических светодиодов (OLED). Однако при производстве таких излучателей на каждый пиксель необходимо два элемента: собственно органический светодиод, излучающий свет, и кремниевый транзистор для управления током. Дополнительно на дисплей устанавливают пленку из материала-поляризатора, которая управляет потоком света и обеспечивает антибликовое свойство экрана. Это делает OLED-электронику дорогостоящей и сложной в производстве. Кроме того, пленка поляризатора поглощает значительное количество света, что снижает энергоэффективность устройства.
Более перспективными являются источники света на основе органических светотранзисторов (OLET), которые совмещают функции и излучения, и управления током в одном устройстве. При разработке светотранзисторов ученые столкнулись с проблемой запирания света в устройстве, из-за чего значительная его часть оставалась внутри кристалла, а края излучающей зоны сильно светились. К неэффективному расходованию устройством электроэнергии приводило то, что молекулы органических веществ, из которых ранее выращивали кристаллы для светотранзистора, выстраивались перпендикулярно его поверхности.
Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва), Института синтетических полимерных материалов имени Н. С. Ениколопова РАН (Москва), Новосибирского института органической химии имени Н. Н. Ворожцова (Новосибирск) с коллегами из Гронингенского университета (Нидерланды) разработали новые светоизлучающие устройства на основе стержнеобразных молекул, образующих полупроводниковый кристалл. Органическое вещество в виде порошка ученые синтезировали в лаборатории, а затем развели в толуоле и осадили одиночные кристаллы.
Исследовав оптические свойства созданных светотранзисторов, ученые выяснили, что из образца в нужном направлении выходит больше излучаемого света. Результат был достигнут за счет архитектуры материала: молекулы располагались почти параллельно поверхности кристалла, под небольшим наклоном, благодаря чему он излучал поляризованный свет, направленный в сторону наблюдателя. При изготовлении электроники такой кристалл можно использовать в качестве единственного пикселя дисплея, он не требует отдельной установки транзисторов и поляризатора. Такой источник света также применим в устройствах блокировки света и антибликовых системах. Кроме того, светотранзистор эффективнее расходует электроэнергию при переводе ее в световое излучение, благодаря чему электронные устройства на его основе будут ярче и экономичнее аналогов.
«Это путь к прозрачным, легким, гибким (небьющимся) источникам света для различного применения. Производство органических электронных устройств потенциально дешевле обычных, а еще оно может быть „зеленым” и менее энергозатратным. Обычный дисплей – как сэндвич: электрод, потом транзистор, светодиод. Многослойная структура. А здесь устройство ориентировано в плоскости: электрод слева, электрод справа, а в центре излучающая область. Оно очень тонкое, около 10 нм, может быть полностью прозрачным и излучает поляризованный свет в нужном направлении. На следующем этапе мы планируем сделать эффективный органический 2D транзистор, который позволит создать дисплей нового поколения и органический лазер, питаемый электричеством, а также заняться вопросом стабильности светотранзисторов», – рассказывает Дмитрий Паращук, руководитель группы органической электроники, доктор физико-математических наук, профессор физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.
Источник:https://www.ras.ru/

Оптоволокно — это стеклянные нити, позволяющие передавать световой сигнал на большие расстояния без потерь и с высокой скоростью. Малые габариты, низкое энергопотребление, устойчивость к перепаду температур и агрессивным средам позволяют использовать кварцевые волокна для лазеров, гироскопов, передачи данных в нефтяных скважинах и даже в космосе. В связи с этим требования к оптоволокну по прочности, радиационной стойкости, температуре эксплуатации и иным свойствам постоянно возрастают. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ИФМ УрО РАН города Екатеринбурга собрали экспериментальную установку, которая позволила исследовать воздействие магнитного поля на плазменную искру, движущуюся в оптическом волокне. Результаты данного исследования помогут в разработке методик формирования внутриволоконных микроскопических структур, на основе которых можно создавать чувствительные оптические датчики или рассеиватели излучения.
Исследование опубликовано в «Journal of Optical Technology». Разработка выполнена в рамках программы академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
В экспериментах образец оптического волокна помещался между полюсами сверхмощного постоянного магнита. В один из концов образца оптоволокна подавалось лазерное излучение, а другой конец подводился к измерительному прибору для определения оптической мощности. Далее производилось инициирование лазерного пробоя в волокне, что приводило к возникновению сине-белой вспышки (плазменной искры), которая двигалась по оптическому волокну. При распространении плазменная искра взаимодействовала с магнитным полем и образовывала причудливые микродефекты в оптоволокне. Весь процесс фиксировался на высокоскоростную видеокамеру. Было произведено микроскопическое исследование срезов оптического волокна.
— В условиях проведенного эксперимента было доказано, что магнитное поле имеет влияние на размер, форму и скорость движения плазменной искры вдоль волокна. Так, в испытуемом образце появилась структура микронеоднородностей, заполненных кислородом, с пулеобразной формой, которая в дальнейшем может быть использована как чувствительный элемент для оптического датчика или оптического рассеивателя излучения, — поясняет научный руководитель проекта, заведующий кафедрой общей физики Пермского Политеха, доктор физико-математических наук, доцент Анатолий Перминов.
Полученные в ходе работы данные позволят создать оптоволоконные устройства с повышенными эксплуатационными характеристиками. Такие устройства находят широкое применение, например, для контроля параметров в нефтяных скважинах, подводных лодках, летательных аппаратах и атомных электростанциях. Оптоволоконные рассеиватели излучения применяются в медицине.
Источник: https://www.ras.ru/

Намереваясь воспроизвести и даже улучшить первый этап процесса фотосинтеза, ученые рассчитывают разработать технологию искусственного превращения солнечного света в «зеленый» водород, полученный исключительно из возобновляемой энергии. Группа ученых из США совершила рывок в этом направлении.
Ученые продемонстрировали новый полупроводник для расщепления воды под действием фотокатализа, который использует широкий спектр солнечного света, включая инфракрасный. При этом он компактный и относительно дешевый, причем со временем не портится, а становится лучше.
Природа получает энергию для жизни из солнечного света, создавая из нее пищу и топливо. Все, что ей для этого нужно — это вода, фотоны и двуокись углерода, которые превращаются в кислород и сахара. Первый химический этап фотосинтеза происходит в хлорофилле, зеленом пигменте растений — молекулы воды расщепляются на кислород, который попадает в воздух, и положительно заряженные ионы водорода, которые питают остальной процесс и накапливаются в виде углеводов.
«Мы уменьшили размер полупроводника больше чем в 100 раз, по сравнению с теми, которые работают только при низкой интенсивности света, — пояснил Чжоу Пэн, один из исследователей. — Водород, полученный нашим методом, может быть очень дешевым».
В новой технологии используется концентрированный свет солнца — у большинства устройств искусственного фотосинтеза такая опция отсутствует, потому что высокоинтенсивный свет и высокие температуры разрушают их. Но полупроводник из наноструктур нитрида индия-галлия, выращенных на кремниевой поверхности, не только выдерживает солнечный свет и тепло, но и со временем повышает эффективность выработки водорода, пишет New Atlas.
Тогда как другие системы не любят тепло, эта зависит от него. Полупроводник поглощает высокочастотные волны света, которые питают процесс расщепления воды. Он находится в камере с текущей водой. Низкочастотный инфракрасный свет применяется для нагрева камеры до 70 °C, что ускоряет реакцию и подавляет тенденцию молекул водорода и кислорода к рекомбинации в молекулы воды.
В лабораторных условиях при использовании очищенной воды устройство достигло эффективности 9%. С водопроводной и морской водой — 7%. В полевых условиях производительность составила 6,2%. Это меньше, чем у многих опытных образцов, но дешевле, потому что в конструкции не используются фотоэлементы, запускающие реакцию электролиза воды.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Так называемые тяговые лучи, известные по фантастическим фильмам, уже двигают микроскопические объекты — такие результаты демонстрировали в прошлом различные команды ученых. Однако китайским исследователям удалось разработать новый метод использования лазерного луча для перемещения объектов макроскопического масштаба, размером от 100 нм и более. Эта технология в будущем может применяться, в частности, для изучения Марса и других планет.
Свет обладает энергией и импульсом, которые можно использовать для различных типов оптической манипуляции, например, левитации или вращения. На этом свойстве света основан метод оптического пинцета, когда свет применяют для удержания и крошечных объектов: атомов или клеток. За последние десять лет ученые придумали и другой способ оптической манипуляции — оптический луч, притягивающий объекты.
Ученые из Научно-технического университета в Циндао описали в статье новый метод бесконтактного и продолжительного перемещения объектов в среде разреженного газа, давление в которой намного ниже, чем атмосферное, и соответствует давлению на Марсе. В качестве объектов они использовали композиты из графена и диоксида кремния, пишет Science Daily.
Под действием лазера в объекте возникает обратная разность температур, то есть та сторона, которую луч не освещает, нагревается сильнее. Молекулы газа с той стороны получают больше энергии и толкают объект по направлению к источнику света. В сочетании с низким воздушным давлением разреженного газа возникает достаточно сильное притяжение, чтобы макроскопический объект начал двигаться.
При помощи торсионного маятника из композита ученые смогли продемонстрировать феномен лазерного притяжения так, что он становится видим невооруженным взглядом. Затем они использовали обычный гравитационный маятник, чтобы измерить тяговое усилие лазерного луча. Оно оказалось на три порядка больше, чем давление света. Кроме того, это воспроизводимое воздействие, а усилие можно менять, настраивая мощность лазера.
«В предыдущих исследованиях тяговая сила света была слишком маленькой, чтобы притянуть макроскопический объект, — заявил Ван Лэй, один из участников эксперимента. — Наш новый подход намного увеличивает амплитуду тяговой силы. На самом деле, она стана на три с лишним порядка больше, чем давление света, необходимое для приведение в действие солнечного паруса, при котором используется импульс фотонов».
Источник: https://hightech.plus/

Химики Санкт-Петербургского государственного университета разработали метод очистки воды от органических соединений с использованием наночастиц на основе оксида олова методом фотокатализа.
Загрязнение воды — одна из острых экологических проблем современности. Из-за высоких темпов развития промышленности и увеличения объемов сточных вод ухудшается экология водных объектов, поэтому ученые активно работают над разработкой новых способов очистки промышленных сбросов, которые позволяли бы быстро и без лишних отходов очищать воду от таких сложных загрязнителей как органические красители.
Одним из наиболее перспективных методов очистки воды считается фотокатализ — процесс, при котором энергия света используется для запуска химических реакций разложения органических соединений до углекислого газа и воды, благодаря присутствию катализатора — особого материала в форме наночастиц. До сих пор отсутствовало понимание, что именно определяет эффективность и скорость такой очистки — размеры частиц, особенности их строения и состава, ученые СПбГУ нашли ответ на этот вопрос.
Химики СПбГУ предложили системный подход, позволяющий подобрать под определенное вещество-загрязнитель наночастицы для использования в фотокаталитических установках для очистки воды. Разработанные материалы проявляют фотокаталитическую активность под действием видимого света от обычных диодных лампочек, которые по всем параметрам дешевле и проще в эксплуатации, чем используемые ранее ультрафиолетовые.
«Мы предлагаем принципиально новый подход, который можно сравнить с системой дорожной навигации. Так, при выборе маршрута до пункта назначения можно пользоваться обычной бумажной картой, самостоятельно прокладывать маршрут в режиме реального времени, ориентируясь на дорожные знаки и обстановку. Мы же предлагаем алгоритм, похожий на современные системы навигации, которые для любой желаемой точки назначения обрабатывают несколько вариантов маршрута, проводят анализ текущей дорожной ситуации и выбирают кратчайших путь. Если раньше материалы для фотокатализаторов подбирались практически наугад, то сегодня этот процесс становится продуманным и обоснованным», — рассказала основной исполнитель проекта, молодой ученый кафедры общей и неорганической химии СПбГУ Анастасия Подурец.
В работе были использованы наночастицы на основе диоксида олова, содержащего 3D-элементы (кобальт, никель, медь). Научная группа синтеза и исследования наночастиц и наноструктурированных материалов провела масштабное исследование процессов формирования наночастиц и продуктов фотокаталитического разложения загрязнителей в различных условиях.
Ученые выяснили, что для создания эффективного катализатора необходимо организовать его синтез таким образом, чтобы сформировалось твердое тело с максимальным количеством кислородных вакансий — дефектов кристаллической решетки, когда в ней отсутствуют отдельные атомы. Именно вакансии и позволяют переносить возникающие пары электрон-дырка на поверхность наночастиц, где они играют основную роль в разрушении молекул загрязнителя. При этом важно, чтобы других дефектов не было слишком много, иначе результат будет противоположным. Разработанный подход был доказан на примере широко используемых органического красителя метиленового синего и антибиотика окситетрациклина.
Помимо фотокатализа, ученые продемонстрировали наличие антибактериальной активности синтезированных наночастиц на примере бактерии E.Coli. Поскольку механизмы разрушения органических молекул похожи на механизмы нейтрализации бактерий, эффективные фотокатализаторы также способны уничтожать соответствующие бактерии.
По словам ученых, метод применим и для других загрязнителей: необходимо лишь провести специальные расчеты для понимания, как изменить параметры наночастиц, исходя из вещества-загрязнителя.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Journal of Alloys and Compounds. Исследования методов очистки воды с помощью наночастиц представлены также в научных журналах Materials Chemistry and Physics и Journal of Hazardous Materials.
Работы проводились в рамках проекта, поддержанного грантом Российского фонда фундаментальных исследований «Разработка подходов к компьютерному моделированию процессов роста наночастиц из растворов: теоретическое и экспериментальное исследование на примере диоксида олова — материала с фотокаталитической активностью». Результаты проведенного исследования будут также представлены в рамках защиты диссертации «Взаимосвязь «условия синтеза — морфологические и структурные параметры — фотокаталитические свойства» в допированных ионами 3D-элементов наночастицах диоксида олова».
В рамках работы ученые использовали оборудование ресурсных центров «Инновационные технологии композитных материалов», «Культивирование микроорганизмов», «Методы анализа состава и вещества», «Нанотехнологии», «Вычислительный центр», «Оптические и лазерные методы исследования», «Рентгенодифракционные методы исследования», «Физические методы исследования поверхности» Научного парка СПбГУ.
Источник: https://naked-science.ru/

Инженеры разработали технологию, с помощью которой можно создавать солнечные батареи, соответствующие городскому ландшафту древних поселений. На археологических памятниках в парке Помпеи и португальском городе Эвора установили солнечные панели, замаскированные под древнеримскую плитку и терракотовые кирпичи. Технология не снижает эффективность работы батарей и сохраняет исторический ландшафт.
Фотоэлектрические элементы Tegosolar изготовлены из тонкопленочного аморфного кремния с тройным соединением: каждый из слоев поглощает синий, зеленый и красный свет солнечного спектра соответственно. Конструкция гибкая и легко адаптируется под нужный дизайн без потери эффективности, отмечают разработчики.
Для придания эффекта старины разработчики используют новую технологию Coppo Invisible Solar. Такие батареи состоят из одного неделимого корпуса с высокой устойчивостью, который скрывает встроенные в него фотогальванические элементы. Работа модуля основана на покрытии фотоэлемента нетоксичным и дисперсным полимерным соединением, специально разработанным для стимуляции поглощения фотонов.
Они выглядят точно так же, как терракотовые плитки, использовавшиеся римлянами, но производят электричество, необходимое нам для освещения фресок, – Габриэль Цухтригель, директор Археологического парка Помпеи.
Разработчики отмечают, что с помощью Invisible Solar фотоэлементам можно придать вид камня, дерева, бетона и кирпича. Это позволяет использовать устройства на самых разных объектах. Сообщается, что скрытые солнечные панели будет в ближайшее время установлены на архитектурных памятниках в Хорватии и Португалии.
Источник: https://www.nanonewsnet.ru/

Страница 1 из 24

© 2022 Лазерная ассоциация

Tout sur Kamagra ici https://www.kamelef.com/kamagra-ou-viagra.html.

Поиск