Ученые совершили значительный прорыв в области нанотехнологий, успешно синтезировав инновационные композитные наночастицы. Эти уникальные наноматериалы, созданные из нескольких компонентов, обладают широчайшим спектром применения — от передовой электроники до революционных медицинских технологий. Особую ценность представляет их способность к нагреву под воздействием ИК-излучения, что открывает захватывающие перспективы в медицине, поскольку такое излучение безопасно проходит через биологические ткани. Научная группа разработала революционный метод синтеза нанокомпозитов MoS2-Au, используя фемтосекундную лазерную абляцию в жидкости.
Новаторский подход к синтезу наночастиц отличается исключительной экологичностью. «Наш метод уникален тем, что исключает необходимость использования химических реагентов — весь процесс происходит в чистой воде. Мы не создаем отходов, требующих утилизации, а получаемые наночастицы обладают идеально чистой поверхностью благодаря отсутствию химических примесей», — поясняет Алексей Большаков, возглавляющий Центр фотоники и двумерных материалов МФТИ.
Инновационный процесс синтеза основан на фемтосекундной лазерной абляции в жидкости. При воздействии мощного лазерного излучения твердый материал превращается в плазму, которая, попадая в жидкость, формирует микропузырьки. Внутри этих пузырьков происходит конденсация плазмы с образованием наночастиц. Сверхкороткие лазерные импульсы обеспечивают максимально эффективный и точный нагрев материала, что существенно ускоряет формирование частиц.
Илья Завидовский, ведущий специалист лаборатории контролируемых оптических наноструктур, делится достижениями: «Лазерная абляция открывает перед нами впечатляющие возможности. Мы можем создавать разнообразные протоколы синтеза, комбинируя различные материалы и методы их обработки. Более того, мы научились управлять процессом формирования сложных наноструктур, включая создание серебряных сателлитов на поверхности частиц».
Применяя многоступенчатые методики синтеза, исследователи создали наночастицы с революционной архитектурой типа «ядро-оболочка» и «ядро-оболочка-сателлит», объединяющие фазы MoS2/MoSxOy, MoSxOy/Au и MoS2/MoSxOy/Au. Всесторонний анализ полученных структур с использованием передовых методов спектроскопии и микроскопии показал впечатляющие результаты. Особенно важно, что гибридные наночастицы продемонстрировали превосходные фототермические характеристики при воздействии ближнего ИК-излучения.
«В процессе исследований мы сделали важное открытие: при абляции MoS2 формируется оболочка оксида молибдена или сульфоксида, обладающая уникальными оптическими свойствами. Это открытие вдохновило нас на дальнейшие эксперименты с ИК-лазером», — рассказывает Илья Мартынов из лаборатории двумерных материалов и наноустройств.
Созданные наночастицы открывают новую эру в персонализированной медицине и нанофотонике, особенно в области онкологии. Разработанный метод фемтосекундной лазерной абляции не только обеспечивает экологически безопасный синтез гибридных структур Au/MoS2, но и позволяет точно контролировать их оптические характеристики.
Этот масштабный международный проект объединил ведущих ученых из престижных научных центров России, ОАЭ и Франции, включая МФТИ, МИФИ, XPANCEO, Университет Экс-Марсель, СПбАУ РАН, СПбГУ и Сколтех. Исследование получило поддержку Министерства науки и высшего образования России.
Источник: naked-science.ru
