Plataforma metodológica para síntese reproduzível de nanocristais
Bigodes nanocristais (NW), frequentemente chamadostambém nanowhisker (do inglês nanowhisker) ou nanofilamento, nanofio, bem como nanorod é um nanomaterial unidimensional, cujo comprimento excede significativamente outras dimensões, que, por sua vez, não excedem várias dezenas de nanômetros.
Existem diferentes tipos de NOCs,
Existem vários fundamentalmente diferentesmecanismos de obtenção de nanoestruturas unidimensionais, que podem ser divididos em métodos de obtenção de estruturas livres (por exemplo, o mecanismo de crescimento “vapor - líquido - cristal”) e utilizando os métodos de tecnologia planar, entre outros.
- Mecanismo de crescimento "vapor - líquido - cristal"
O mecanismo de crescimento mais comumO semicondutor NWs é um mecanismo de cristal líquido de vapor que foi demonstrado em 1964. Este método implementa o crescimento epitaxial de NWs por deposição química de vapor ou epitaxia por feixe molecular.
Para fazer isso, uma fina película de ouro é primeiro depositada na superfície do substrato, atuando como catalisador, após o que a temperatura na câmara aumenta e o ouro forma uma série de gotículas.
Outros componentes para o crescimento são alimentadosmaterial semicondutor, como elementos In e P para o crescimento de NWs de InP. O efeito da ativação por partículas de catalisador é que o crescimento na superfície sob a gota ocorre muitas vezes mais rápido do que na superfície não ativada, portanto, a gota do catalisador sobe acima da superfície, criando um bigode embaixo.
- Métodos de tecnologia planar
Às vezes, para criar nanoobjetos unidimensionais,que também são chamados de NWs ou nanofilamentos, usam técnicas de tecnologia planar. Por exemplo, usando métodos de fotolitografia e gravação, sulcos verticais ou sulcos em forma de V são criados na superfície na qual o material é depositado. Reunindo-se nessas ranhuras ou ranhuras, o material forma, por assim dizer, nanoestruturas unidimensionais nas direções vertical ou horizontal, respectivamente.
Outro método para obtenção de nanoestruturas unidimensionaisé isso no substrato SOI usando foto— e litografia eletrônica, é criada uma camada de máscara com um padrão do NW desejado. Então, através desta camada, a camada superficial de silício é removida, deixando apenas o silício NW no isolador. Em alguns casos, o isolador também é removido por baixo do NW, deixando nanoestruturas livres.
- Crescimento espontâneo
O método mais simples para obter óxido NWmetal Este é o aquecimento usual de metais no ar e pode ser feito facilmente em casa. Os mecanismos de crescimento são conhecidos desde a década de 1950. A formação espontânea de NWs ocorre com a ajuda de defeitos da rede cristalina: deslocamentos presentes em certas direções ou anisotropia de crescimento de diferentes faces do cristal.
Após os avanços na microscopia, foi demonstrado o crescimento de NW através de luxações em parafuso ou limites gêmeos.
Khaidukov desenvolveu uma plataforma metodológicapara síntese reproduzível de nanocristais, que, irradiados com ondas eletromagnéticas de baixa energia, após uma série de transições eletrônicas em átomos, reemitem fótons de maior energia. Além disso, o espectro de tal radiação pode ser ajustado.
- Abertura
Um dos prêmios foi concedido ao chefelaboratório do Centro Federal de Pesquisa "Cristalografia e Fotônica" da Academia Russa de Ciências para Evgeny Khaidukova para o desenvolvimento de tecnologias avançadas na plataforma de nanocristais anti-Stokes.
Os nanocristais sintetizados desta forma têmclientes em potencial em várias áreas. Por exemplo, para sondar processos biológicos em células e aplicação prática em diagnósticos médicos e terapia. Em particular, o desenvolvimento serviu de base para um novo método de terapia fotodinâmica para melanoma usando vitamina B2.
Proteínas especiais de plantas
Um dos prêmios foi concedido a uma equipe de cientistas de São Petersburgo pela descoberta de proteínas amilóides nas plantas, responsáveis pelo acúmulo de nutrientes no interior das sementes.
- Amilóide
Arquitetonicamente, a amiloide é uma proteína não ramificadafibrilas que consistem em monômeros conectados principalmente por ligações de hidrogênio entre as cadeias β de folhas β intermoleculares localizadas perpendicularmente ao eixo lateral da fibrila.
Esta variante da estrutura da fibrila é chamada"cross-β", e é o mais universal. As folhas β em uma fibrila amilóide podem estar localizadas paralelamente entre si e em registro (aminoácidos semelhantes de cadeias β vizinhas estão localizados uns sobre os outros e são conectados por ligações de hidrogênio).
Amilóides com antiparaleloorientação das cadeias β. Fibrilas de príon (proteína amilóide infecciosa) HET-s ascomiceto Podospora anserina na forma de β-hélices também apresentam uma interessante opção de dobramento.
- Estrutura
Amiloide tem uma estrutura complexa.Seu principal componente são as proteínas, entre as quais se encontram proteínas fibrilares (tecidos), como colágeno e proteínas plasmáticas - α e γ-globulinas, fibrinogênio.
Os polissacarídeos amilóides são representados porácidos condroitinsulfúrico e hialurônico, heparina, ácido neuramínico, com predominância de sulfatos de condroitina. Amiloide possui propriedades antigênicas; resistente à ação de muitas enzimas, ácidos, álcalis devido à força das ligações entre os componentes proteicos e polissacarídeos.
- Abertura
Os laureados foram os primeiros no mundo a descobrir nas plantas eas bactérias simbióticas possuem proteínas funcionais específicas - amilóides, que possuem uma resistência única à ação das enzimas digestivas e podem persistir por anos no ambiente externo. Eles já foram encontrados em bactérias, arquéias, animais e fungos, mas esta é a primeira vez que foram encontrados em plantas.
Uma forma fibrilar especial de proteínas -амилоиды — стала известна благодаря своей связи с рядом заболеваний, вызванных аномальной агрегацией белка (амилоидоз). Всего существует более 40 болезней человека, связанных с амилоидами, причем они с большим трудом поддаются лечению или являются вовсе неизлечимыми (диабет, рак, Альцгеймер и так далее).
A descoberta de proteínas amilóides em plantas tornou-se possível graças ao algoritmo de bioinformática desenvolvido pelos autores, que é o mais produtivo em comparação aos análogos.
Com sua ajuda, pela primeira vez no mundo, todo oum conjunto de proteínas e foi determinado com alta precisão que as proteínas de armazenamento de sementes de plantas, que são o componente mais importante da dieta humana, têm tendência a formar amilóides. Bem como proteínas de bactérias simbióticas, responsáveis por suas interações com as plantas.
Tumores malignos
Evgenia Dolgov, Ekaterina Potter e AnastasiaProskurina, do Centro Federal de Pesquisa "Instituto de Citologia e Genética do Ramo Siberiano da Academia Russa de Ciências", recebeu o prêmio "pela formação de uma nova ideologia no tratamento de pacientes com tumores malignos, com base no tempo coordenado ação de preparações inovadoras de ácidos nucleicos e citostáticos de reticulação." ;
Os laureados criaram e testaram duas tecnologias únicas para o tratamento de tumores de várias etiologias, com base em princípios até então desconhecidos.
- Panagen
A primeira tecnologia é o uso do medicamento “Panagen” baseado em DNA fragmentado de fita dupla, coordenado com quimioterapia.
Os cientistas conduziram com sucessoestudos, I e II fases dos ensaios clínicos "Panagena" no tratamento do câncer de mama. Eles provaram que a droga não só reduz os efeitos negativos da quimioterapia, mas também promove a ativação da imunidade antitumoral.
- Karanahan
Segunda tecnologia - “Karanahan” -é um método único para selecionar um regime de injeção de um citostático que bloqueia a divisão celular e um medicamento baseado em DNA individualmente para cada tumor.
Como resultado da ação combinada de dois ativossubstâncias, as células tumorais são destruídas, incluindo as células-tronco tumorais. A tecnologia foi testada com sucesso em tumores experimentais de camundongos e humanos.
Pode ser uma opção de tratamento independente e uma espécie de plataforma para o uso mais eficaz de quaisquer drogas e tecnologias anticâncer.
Interface cérebro-computador
Vladimir Maksimenko da "Innopolis University"(Tartaristão) o prêmio foi concedido pelo desenvolvimento de interfaces cérebro-computador invasivas e não invasivas para monitorar a atividade cerebral normal e patológica.
- NKI
Interface cérebro-computador (NCI) (também chamadainterface neural direta,interface do cérebro,interface cérebro-computador) é um sistema criado para a troca de informações entre o cérebro e um dispositivo eletrônico (por exemplo, um computador).
Em interfaces unidirecionais, dispositivos externospode receber sinais do cérebro ou enviar sinais para ele (por exemplo, imitando a retina do olho ao restaurar a visão com um implante eletrônico).
As interfaces bidirecionais permitem que o cérebro edispositivos externos trocam informações em ambas as direções. A interface do neurocomputador geralmente é baseada no método de biofeedback.
- Experimentos Animais
Vários laboratórios conseguiram registrar sinaisdo córtex cerebral de macacos e ratos para controlar o NCI durante o movimento. Os macacos controlavam o cursor na tela do computador e davam instruções para que os robôs realizassem as ações mais simples imitando uma mão, mentalmente e sem nenhum movimento. Outros estudos envolvendo gatos analisaram a decifração de pistas visuais.
- Abertura
Como resultado, o cientista desenvolveu uma série de matemáticamodelos de redes neurais, bem como três interfaces neuro-computador (“cérebro-computador”). As interfaces criadas permitem de forma invasiva, ou seja, por meio de estimulação elétrica, prevenir e bloquear convulsões em pacientes com epilepsia.
Por exemplo, este método pode ser usado quando a medicação para aliviar um ataque é ineficaz.
Além disso, as interfaces permitem de forma não invasiva, entãonão há penetração pelos tegumentos externos do corpo, para simular a atividade motora imaginária e determinar a concentração da atenção, importante para a reabilitação de pacientes após um AVC, no ensino de escolares etc.
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