Módszertani platform nanokristályok reprodukálható szintéziséhez
Whiskers nanokristály (NW), gyakran neveziktovábbá nanowhisker (az angol nanowhisker szóból) vagy nanofilament, nanoszál, valamint nanorud egy egydimenziós nanoanyag, amelynek hossza jelentősen meghaladja a többi méretet, amelyek viszont nem haladják meg a több tíz nanométert.
Különféle típusú NOC-ok léteznek,
Több alapvetően különbözikmechanizmusok egydimenziós nanostruktúrák előállításához, amelyek feloszthatók a szabad struktúrák megszerzésére szolgáló módszerekre (például a "gőz - folyadék - kristály" növekedési mechanizmusra) és a síktechnika módszereire, valamint néhány másra.
- Növekedési mechanizmus "gőz - folyadék - kristály"
A leggyakoribb növekedési mechanizmusa félvezető NWs egy gőz-folyadék-kristály mechanizmus, amelyet 1964-ben mutattak be. Ebben a módszerben az NW-k epitaxiális növekedését kémiai gőzfektetéssel vagy molekuláris nyaláb-epitaxiával hajtják végre.
Ehhez először egy vékony aranyfilmet raknak le a hordozó felületére, amely katalizátorként működik, majd a kamra hőmérséklete megemelkedik, és az arany cseppekből álló tömböt képez.
Ezenkívül a növekedéshez szükséges komponenseket tápláljákfélvezető anyag, például az InP és az P elemek az InP NW-k növekedéséhez. A katalizátor részecskék által történő aktiválás hatása az, hogy a csepp alatt lévő felszínen a növekedés sokszor gyorsabban történik, mint az aktiválatlan felületen, így a katalizátor csepp a felszín fölé emelkedik, és alatt bajuszt növeszt.
- Síktechnikai módszerek
Néha egydimenziós nanoobjektumok létrehozásához,amelyeket NW-nek vagy nanofilamentumnak is neveznek, planáris technológiai technikákat alkalmaznak. Például fotolitográfiai és maratási módszerekkel függőleges hornyok vagy V alakú hornyok jönnek létre azon a felületen, amelybe az anyagot lerakják. Ezekben a barázdákban vagy hornyokban összegyűlve az anyag függőleges, illetve vízszintes irányban mintegy egydimenziós nanostruktúrákat alkot.
Egy másik módszer egydimenziós nanostruktúrák előállításáraez a SOI hordozón a fénykép segítségével— és elektron litográfia, a kívánt ÉNy-i mintázatú maszkréteg jön létre. Ezután ezen a rétegen keresztül a felületi szilíciumréteget lemarják, és csak a szilícium NW marad a szigetelőn. Egyes esetekben a szigetelőt az ÉNy-i rész alól is kimarják, szabad nanostruktúrákat hagyva hátra.
- Spontán növekedés
A legegyszerűbb módszer az NW-oxid előállításárafém Ez a fémek szokásos melegítése a levegőben, és könnyen elvégezhető otthon. A növekedési mechanizmusok az 1950-es évek óta ismertek. Az ÉNy-k spontán kialakulása kristályrács-hibák segítségével történik: bizonyos irányú diszlokációk vagy a különböző kristályfelületek növekedésének anizotrópiája.
A mikroszkópia fejlődését követően kimutatták az ÉNy-növekedést csavardiszlokációk vagy ikerhatárok révén.
Khaidukov kifejlesztett egy módszertani platformotnanokristályok reprodukálható szintéziséhez, amelyeket kis energiájú elektromágneses hullámokkal besugározva az atomokban lejátszódó elektronikus átmenet után ismét nagyobb energiájú fotonok bocsátanak ki. Ebben az esetben az ilyen sugárzás spektruma hangolható.
- Nyítás
Az egyik díjat a fejnek ítélték odaaz Orosz Tudományos Akadémia Szövetségi Kutatóközpontjának "Kristálytechnika és fotonika" laboratóriuma Evgeny Khaidukovának fejlett technológiák kifejlesztéséért az anti-Stokes nanokristályok platformján.
Az így szintetizált nanokristályokpályázati kilátások számos területen. Például a sejtekben lévő biológiai folyamatok vizsgálatára és gyakorlati alkalmazásra az orvosi diagnosztikában és terápiában. Különösen a fejlesztés szolgált a melanoma fotodinamikai terápiájának új módszerének alapjául a B2-vitamin alkalmazásával.
A növények speciális fehérjéi
Az egyik díjat szentpétervári tudósokból álló csapat kapta a növényekben található amiloid fehérjék felfedezéséért, amelyek felelősek a magvakban található tápanyagok felhalmozódásáért.
- Amyloid
Építészetileg az amiloid nem elágazó fehérjemonomerekből álló fibrillumok, amelyeket elsősorban hidrogénkötések kötnek össze az intermolekuláris β-lemezek β-láncai között, amelyek merőlegesek a fibrillum oldaltengelyére.
A rostszerkezetnek ezt a változatát ún"kereszt-β", és ez a leguniverzálisabb. Az amiloid fibrillumban lévő β-lemezek egymással párhuzamosan és regiszterben helyezkedhetnek el (a szomszédos β-láncok hasonló aminosavai egymás tetején helyezkednek el, és hidrogénkötésekkel kapcsolódnak össze).
Ritkábban előforduló amiloidok antiparallela β-láncok orientációja. A prion (fertőző amiloid fehérje) HET-s ascomycete Podospora anserina fibrillái β-hélixek formájában szintén érdekes hajtogatási lehetőséggel rendelkeznek.
- Szerkezet
Az amiloid összetett szerkezetű.Fő összetevője a fehérjék, amelyek között megtalálhatók mind a fibrilláris (szöveti) fehérjék, mint a kollagén és a plazmafehérjék - α- és γ-globulinok, fibrinogén.
Az amiloid poliszacharidokat akondroitin-kénsav és hialuronsav, heparin, neuraminsav, túlsúlyban a kondroitin-szulfátok. Az amiloid antigén tulajdonságokkal rendelkezik; ellenáll számos enzim, sav, lúg hatásának a fehérje és poliszacharid komponensek közötti kötések erőssége miatt.
- Nyítás
A díjazottak a világon elsőként fedezték fel a növényeket ésA szimbiotikus baktériumok specifikus funkcionális fehérjékkel - amiloidokkal - rendelkeznek, amelyek egyedülállóan ellenállnak az emésztőenzimek hatásának, és évekig fennmaradhatnak a külső környezetben. Korábban baktériumokban, archaeákban, állatokban és gombákban is előfordultak, de most először találták őket növényekben.
A fehérjék speciális fibrilláris formája -amiloidok – a kóros fehérje-aggregáció (amiloidózis) által okozott számos betegséggel való kapcsolatukról váltak ismertté. Összességében több mint 40 emberi betegség kapcsolódik amiloidokhoz, és ezek nagyon nehezen vagy teljesen gyógyíthatatlanok (cukorbetegség, rák, Alzheimer-kór és így tovább).
Az amiloid fehérjék növényekben való felfedezése a szerzők által kidolgozott bioinformatikai algoritmusnak köszönhetően vált lehetővé, amely a legproduktívabb az analógokhoz képest.
Segítségével a világon először az egészegy sor fehérje, és nagy pontossággal meghatározták, hogy a növényi magvak tárolási fehérjéi, amelyek az emberi étrend legfontosabb összetevői, hajlamosak amiloidokat képezni. Valamint a szimbiotikus baktériumok fehérjéi, amelyek felelősek a növényekkel való kölcsönhatásaikért.
Rosszindulatú daganatok
Evgenia Dolgov, Ekaterina Potter és AnastasiaProskurina, az Orosz Tudományos Akadémia Szibériai Fiókjának Citológiai és Genetikai Intézete Szövetségi Kutatóközpontja kapta a díjat egy új ideológia kialakításáért a rosszindulatú daganatos betegek kezelésében, az időkoordináció alapján. innovatív nukleinsav-készítmények és térhálósító citosztatikumok hatása."
A díjazottak két egyedi technológiát hoztak létre és teszteltek a különféle etiológiájú daganatok kezelésére, korábban ismeretlen elvek alapján.
- Panagen
Az első technológia a "Panagen" gyógyszer használata, amely fragmentált kétszálú DNS-en alapul, kemoterápiával összehangolva.
A tudósok sikeresen végeztek preklinikáttanulmányok, a "Panagena" klinikai vizsgálatok I. és II. fázisa az emlőrák kezelésében. Bebizonyították, hogy a gyógyszer nemcsak csökkenti a kemoterápia negatív hatásait, hanem elősegíti a daganatellenes immunitás aktiválódását is.
- Karanahan
Második technológia - „Karanahan”-Egy egyedülálló módszer a sejtosztódást gátló citosztatikum és egy DNS-alapú gyógyszer injekciós sémájának kiválasztására minden egyes daganat esetében.
Két aktív együttes hatásának eredményekéntanyagok, a daganatsejtek elpusztulnak, beleértve a daganatos őssejteket is. A technológiát sikeresen tesztelték kísérleti egér- és emberi daganatokon.
Ez lehet független kezelési lehetőség és egyfajta platform a rákellenes gyógyszerek és technológiák hatékonyabb alkalmazásához.
Agy-számítógép interfész
Vladimir Maksimenko az "Innopolis Egyetemről"(Tatarstan) a díjat az invazív és nem invazív agy-számítógép interfészek fejlesztéséért kapták a normális és kóros agyi aktivitás monitorozására.
- NKI
Agy számítógépes interfész (NCI) (más névenközvetlen idegi interfész,agyi interfész,agy-számítógép interfész) az agy és egy elektronikus eszköz (például számítógép) közötti információcserére létrehozott rendszer.
Egyirányú interfészekben, külső eszközökbenvagy jeleket tud fogadni az agyból, vagy jeleket küldeni neki (például a szem retináját imitálja, amikor a látást elektronikus implantátummal állítják helyre).
A kétirányú interfészek lehetővé teszik az agy éskülső eszközök cserélnek információt mindkét irányban. A neurokomputer interfész gyakran a biofeedback módszeren alapul.
- Állatkísérletek
Több laboratóriumnak sikerült rögzítenie a jeleketmajmok és patkányok agykérgéből az NCI irányítására mozgás közben. A majmok irányították a kurzort a számítógép képernyőjén, és utasításokat adtak a legegyszerűbb műveletek végrehajtására a kezet utánzó robotok számára, mentálisan és mozdulatok nélkül. Más macskákon végzett vizsgálatok a vizuális jelek megfejtését vizsgálták.
- Nyítás
Ennek eredményeként a tudós számos matematikai módszert fejlesztett kineurális hálózatok modelljei, valamint három neuro-számítógép interfész („brain-computer”). A létrehozott interfészek lehetővé teszik az invazív, azaz elektromos stimuláció segítségével a rohamok megelőzését és blokkolását epilepsziás betegeknél.
Például ezt a módszert akkor lehet alkalmazni, ha a roham enyhítésére szolgáló gyógyszer hatástalan.
Ezenkívül az interfészek nem invazív módon lehetővé tesziknincs behatolás a test külső integritásain keresztül, a képzeletbeli motoros aktivitás szimulálásához és a figyelem koncentrációjának meghatározásához, ami fontos a betegek stroke után történő rehabilitációja, az iskolások tanítása stb.
Olvass tovább
Nézzen meg egy 8 billió pixeles képet a Marsról
A Marsra induló repülésekhez nukleáris rakétamotort építenek. Hogyan veszélyes?
Abortusz és tudomány: mi lesz a gyerekekkel, akik szülni fognak