Российские ученые разработали магнитные наноструктуры с удивительными свойствами

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали новые нетоксичные наноструктуры с удивительными свойствами. Эти наноструктуры обладают не только магнитными, но и магнитоэлектрическими характеристиками, предоставляя бесчисленные возможности для применения в медицине и экологии.

Фото из открытых источников

Наноструктуры, обладающие как магнитными, так и магнитоэлектрическими свойствами, имеют потрясающий потенциал для использования в различных областях науки и технологиях. Статья об этом открытии опубликована в журнале Nano-Micro Small.

Ранее подобные структуры применялись лишь в электронике, но ученые из Томска смогли адаптировать их для медицинских целей. Синтезированные гидротермальным методом гетероструктуры представляют собой уникальный тип «ядро-оболочка», соединяющий два разных материала по кристаллической структуре и химическому составу.

Ядро наноструктур состоит из феррита марганца, который обладает удивительной способностью реагировать на воздействие магнитного поля, подвергаясь растяжению, сжатию и скручиванию. Покрывая ядро, оболочка из модифицированного титаната бария генерирует электрический потенциал при деформации магнитным полем. Частичная замена ионов бария на ионы кальция и ионов титана на ионы циркония значительно повысила эффективность наноструктур, делая их максимально эффективными.

Однако, самое удивительное в этом открытии — его безопасность и биосовместимость. Феррит марганца, основной компонент наноструктур, не содержит токсичных веществ и является рентгеноконтрастным, что позволяет легко отслеживать его распределение в организме при помощи томографии. Такие свойства делают наноструктуры безопасными для встраивания в организм пациента, открывая огромные возможности для медицинского применения.

Способность перераспределять поверхностный заряд оболочки под воздействием внешнего магнитного поля дает ученым возможность контролировать высвобождение лекарственных препаратов, содержащихся на поверхности наноструктуры. Это открывает новые перспективы для точного и эффективного доставления лекарств в нужные участки организма.

Но потенциал этих наноструктур не ограничивается только медициной. Они также могут применяться для решения экологических проблем. Способность генерировать активные формы кислорода в водоемах может быть использована для очистки воды от загрязнителей, таких как бактерии, вирусы и различные красители.

На данный момент ученые проводят тестирование наноструктур на биологических моделях и клеточных линиях, чтобы определить наиболее оптимальные условия их использования. Однако уже сейчас можно с уверенностью сказать, что это открытие перевернет современную медицину и окружающую среду, открыв новые возможности лечения и защиты нашего здоровья и природы.