МИСиС приглашает студентов, аспирантов, молодых ученых высших учебных заведений и научных организаций Российской Федерации принять участие в заседании круглого стола Всероссийского форума молодых исследователей по теме "Перспективы и риски использования наноматериалов в технических и природных системах". Заседание состоится 13 ноября 2009 года в МИСиС, начало в 10.00 в выставочном центре "Наноматериалы и нанотехнологии".

В заседании примут участие ведущие ученые и специалисты в области использования наноматериалов в технических и природных системах.

Сразу две группы ученых сообщили об обнаружении магнитных монополей в так называемом спиновом льду.

Магнитные монополи — частицы, обладающие «магнитным зарядом», — можно представить себе как отдельные полюса длинного и тонкого постоянного магнита; существование этих частиц было теоретически предсказано Дираком в 1931 году.

Зарегистрировать монополи в эксперименте пытались многие научные группы, однако представить достоверные данные не удалось ни одной из них. В 2007 году теоретики предложили (см. статью в журнале Nature) новое направление поиска: оказалось, что аналоги монополей должны существовать в спиновом льду — веществе, в котором магнитные моменты «ведут себя» подобно атомам водорода из обычного водного льда.

Исследователи из Нидерландов получили комплекс, способный к самопроизвольной самоорганизации с элементами несущей поверхности, который сигнализирует о завершении самосборки, излучая красный свет. Новое соединение может оказаться полезным для изготовления сенсоров на важные для процесса обмена веществ анионы.

Исследователи из Университета Твенте (Нидерланды) скомбинировали четыре различных строительных блока, самоорганизовавшихся на плоскости в предопределенную структуру. Как поясняет принимавший участие в исследовании Альдрик Вельдерс (Aldrik Velders), полученная поверхность представляет собой молекулярную печатную плату, над разработкой ее концепции в Университете Гента работали последние 10 лет.

Циклодекстрины, расположенные на поверхности, способствуют супрамолекулярным взаимодействиям, в результате которых молекулы гостя связываются с группами в полости циклодекстринов. Для создания правильных шаблонов на поверхности исследователи использовали метод микроконтактной печати (microcontact printing).

Группа исследователей из Университета Содружества Виргинии (США), Университета Тохоку (Япония), Пекинского университета и Шанхайского института технической физики (оба — Китай) разработала теоретическую модель получения ферромагнитного полупроводника при гидрировании графена.

В начале года уже поступало сообщение о создании нового материала — графана — путем гидрирования графена. Тогда ученые показали, что присоединение атома водорода к каждому атому углерода в графене позволяет получить полупроводящий слой.

Авторы рассматриваемой работы провели компьютерное моделирование структуры материала (использовался метод теории функционала плотности) и выяснили, что уменьшение числа присоединенных атомов водорода приводит к изменению его характеристик: если сократить количество таких атомов в два раза, графен приобретает свойства ферромагнитного полупроводника с запрещенной зоной небольшой ширины и непрямыми переходами. Модифицированный подобным образом графен исследователи предлагают называть графоном.

Национальный электронно-информационный консорциум НЭИКОН и Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU объявляют об открытии доступа к полнотекстовым статьям в области нанотехнологий из журналов издательства Elsevier.

Национальный электронно-информационный консорциум НЭИКОН и Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU объявляют об открытии доступа к полнотекстовым статьям в области нанотехнологий из журналов издательства Elsevier. Доступ осуществляется в соответствии с условиями государственного контракта «Обеспечение доступа участников национальной нанотехнологической сети к электронным источникам научно-технической информации, необходимой для проведения исследований и разработок в области нанотехнологий», выполняемого в рамках федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008–2010 годы».

Доступ открывается бесплатно для организаций – участников национальной нанотехнологической сети. Если Ваша организация присутствует в этом списке, но Вы не имеете доступа к системе заказа статей, возможно, организация еще не зарегистрирована в Научной электронной библиотеке или же Ваш IP-адрес не приписан к организации.

Ученые из Университета Джонса Хопкинса (США) разработали технологию получения наноразмерных многогранников из двумерных заготовок, структуру поверхности которых можно менять произвольным образом.

В своих экспериментах авторы «собрали» несколько кубических наночастиц с минимальной длиной ребра в 100 нм.

Сначала исследователи методом электронно-лучевой литографии создавали двумерные заготовки в виде креста на кремниевой пластине; затем в подготовленные формы помещалась никелевая пленка, причем в местах сгиба — на ребрах будущего куба — добавлялись частицы олова.

Изменения в структуру поверхности заготовки ученые вносили либо непосредственно на этапе создания формы, либо перед нанесением никелевого покрытия (в этом случае на заданные области пластины осаждались атомы другого металла). В процессе «сборки» многогранника кремний вытравливался с помощью кислорода и тетрафторметана CF₄. Одновременно с этим заготовка нагревалась, расположенное в местах сгиба олово плавилось, и грани куба занимали соответствующие положения.

Логические схемы на основе ДНК теперь получили возможность большую, чем просто детектирование сегментов ДНК, за счет природных свойств молекул ДНК получение таких устройств может быть упрощено.

Аптазимы и наночастицы могут облегчить получения наноразмерных логических устройств. (Рисунок из Chem. Commun., 2009, 4666)

Ацуси Огава (Atsushi Ogawa) и Мизуо Маэда (Mizuo Maeda) из Университета Ехиме (Япония) модернизировали существующие логические системы на основе ДНК, получив системы определения, в которых агрегация наночастиц из золота позволяет визуализировать присутствие широкого ряда биомаркеров.

Логические схемы применяются в устройстве вычислительных машин. Сигнал ввода подвергается операции обработке, в результате которой возможно два логических ответа: истинный (единица) или ложный (ноль). Логическую систему можно построить и из биологических объектов, используя системы ввода, выхода и переключатели из ДНК.

Группа ученых из Саратовского государственного университета под руководством Дмитрия Александровича Горина разработала новую методику создания суспензий нанокомпозитных микрокапсул с вкраплениями частиц из золота и магнетита.

Оболочка таких капсул состоит из полиэлектролитов — полимеров, в состав молекул которых входят группы, способные к ионизации в растворе.

Микрокапсулы, в оболочку которых включены различные наночастицы, приобретают новые замечательные свойства. Например, появляется возможность управлять физико-химическими параметрами их (такими, как проницаемость) оболочки, и даже их перемещениями в организме. Микрочастицы с наночастицами из золота и серебра становятся чувствительны к лазерному излучению, а микрокапсулы с магнитными наночастицами — к внешнему магнитному полю.

Развитие нанотехнологий ведет к появлению множества материалов, содержащих наноразмерные частицы. В настоящее время объем промышленного производства разнообразных наночастиц составляет уже сотни тысяч тонн. В наноразмерном состоянии многие вещества приобретают новые свойства и становятся в биологическом отношении весьма активными. Это, с одной стороны, открывает новые возможности использования наноматериалов в области биомедицины, фармакологии, производстве продуктов питания, при решении экологических и сельско-хозяйственных проблем. Но с другой стороны, высокая биологическая активность наночастиц несет в себе риски токсических эффектов. Установлено, что многие наночастицы обладают высокой проникающей способностью: легко проникают через мембраны клеток, обнаруживаются в клеточном ядре, преодолевают гематоэнцефалический барьер. Эффекты, вызванные попаданием наночастиц в мозг, печень и другие жизненно важные органы могут быть опасны для здоровья и жизни  человека и животных.

Наночастицы различных материалов применяются повсеместно – от лакокрасочной до пищевой промышленности. Наиболее «популярными» наночастицами являются частицы, из углерода (нанотрубки, фуллерены, графен), наночастицы оксида кремния, золота, серебра, а также оксида цинка и диоксида титана. Коротко обсудим, как они применяются и какими биологическими эффектами могут обладать.

Исследователи из США обнаружили, что методики получения изображения опухолей и слежения за инфекционными заболеваниями улучшаются при «обшивке» контрастов из углеродных нанотрубок золотом. Золотая обшивка понижает токсичность нанотрубок, усиливая при этом контрастный эффект и позволяя тем самым использовать меньшее количество контраста.

Образование «золоченых» нанотрубок. (Рисунок из Nature Nanotechnology, 2009, DOI: 10.1038/NNANO.2009.231)Gold-plated nanotube formation

В медицине для изучения пораженной ткани можно использовать как фотоакустические, так и фототермические методы получения изображения. Методики заключаются в том, что ткань облучают лазером и измеряют уровень выделяющегося либо инфракрасного либо ультразвукового излучения. Введение в ткань контраста приводит к тому, что она дает лучший отклик на лазер и появляется возможность получения изображений более высокого качества. В качестве контрастов могут выступать и углеродные нанотрубки, однако они плохо поглощают в ближней инфракрасной части спектра, а также токсичны по отношению к ткани.