Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Ученые из МГУ создали самодвижущихся роботов-нанопловцов

Используя разработанного ими же электрохимического робота, ученые из МГУ создали самодвижущихся роботов-нанопловцов (наностержни), с помощью которых в перспективе можно будет осуществлять доставку лекарств в организме и которые можно будет применять в качестве моторов для микроскопических устройств. Исследования поддержаны Российским научным фондом, их результаты были озвучены как доклад на Научной конференции грантодержателей Российского научного фонда «Фундаментальные химические исследования XXI-го века».

Ученые из МГУ имени М.В. Ломоносова успешно синтезировали самодвижущиеся наноструктуры — «нанопловцов», как их еще называют — из золота и родия. Такие структуры приходят в движение за счет реакции разложения на их противоположных концах пероксида водорода.



ученые из МГУ создали самодвижущихся роботов-нанопловцов
Микрофотография наностержней из родия.

«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 проанализировали 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, обладающго 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 сто квадратных сантиметров, в промышленности анодирование можно использовать и на квадратных метрах. Электроосаждение зависит уже от размера ванны, регулировать который несложно», — заключил Кирилл Напольский.

Ссылка на источник

Tags: биотехнология, исследования, наука, роботы, химия
Subscribe
promo kabzon 13:57, yesterday 1
Buy for 30 tokens
В Республике Башкортостан сохраняется дефицит иммуноглобулина человека против клещевого энцефалита. Об этом «ФВ» сообщила генеральный директор аптечной сети «Фармленд» Аделя Кальметьева. По данным регионального управления Роспотребнадзора, по состоянию на 16 июня в…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments