Наука в МФТИ. Дайджест. 22 июня — 6 июля

Ученые лаборатории нанобиотехнологий МФТИ нашли способ продления действия наночастиц в живом организме

Быстрое выведение наночастиц из кровотока иммунитетом ограничивает активность многих подобных видов лечения. Сотрудники лаборатории нанобиотехнологий МФТИ совместно с коллегами из Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН и Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН нашли возможность увеличить время жизни наночастиц в кровотоке. Оказалось, что небольшое временное истощение эритроцитов у мышей путем введения низкой дозы антиэритроцитарных антител увеличивает время выведения наночастиц в 32 раза. В подтверждающем эксперименте воздействие антиэритроцитарных антител значительно улучшило нацеливание на хорошо отслеживаемые клетки иммунной системы CD4 флуоресцентных наночастиц, сшитых с антителами против CD4. Доставка железосодержащих частиц к подкожным трансплантатам опухолей осуществлялась при помощи направленных магнитных полей. Временное слабое блокирование системы мононуклеарных фагоцитов, входящей в иммунитет и ответственной за поглощение инородных тел, может повысить эффективность широкого спектра препаратов из наночастиц. Результаты опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

Аспирант МФТИ победил в конкурсе молодежных научных работ ФИАН

Младший научный сотрудник лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ Александр Плавин получил диплом премии имени Д. В. Скобельцына за цикл работ «Природа ядер квазаров и ее роль в решении современных прикладных задач». Поздравляем!

Ученый из МФТИ принял участие в престижной международной конференции 2020 CPDD

Ведущий научный сотрудник МФТИ Сергей Сошников принял участие в качестве автора электронных постеров в NIDA International Poster Q&A Session на конференции 2020 CPDD Annual Meeting. Изначально мероприятие было запланировано на 20–24 июня в Голливуде, штат Флорида (США), но оказалось перенесено в виртуальный формат. Конференция организована National Institute on Drug Abuse (NIDA), ведущим федеральным агентством США, которое поддерживает научные исследования в области употребления наркотиков и его вредных последствий. Исследование Сошникова позволило впервые измерить вредные последствия для здоровья, вызванные употреблением каннабиса. Бремя этих последствий представлено в виде потерянных лет жизни. Для этого были построены математические модели с использованием данных глобального здравоохранения и выборочных исследований.

В лаборатории прикладной инфракрасной микроскопии МФТИ улучшили разрешение лазерного спектрометра

Разработка надежных и доступных методов точных измерений содержания парниковых газов в атмосфере — очень актуальная задача. Нужны компактные, портативные и недорогие устройства, функциональность которых может варьироваться от проверки космических аппаратов до сфокусированного мониторинга атмосферы в мегаполисах и на промышленных предприятиях. Такие устройства должны иметь чрезвычайно высокое спектральное разрешение. Авторы разработали способ многоканального обнаружения гетеродинного сигнала. Измерительные возможности новой конфигурации были опробованы на основе многоканального лазерного гетеродинного спектрорадиометра (МЛГС). Он может одновременно обнаруживать особенности поглощения атмосферных CO₂ и CH₄ в спектральном диапазоне со сверхвысоким спектральным разрешением. Это позволяет МЛГС измерять отдельные контуры линий на 1,605 мкм и 1,655 мкм для CO₂ и CH₄ соответственно. Результаты опубликованы в журнале OSA Continuum.

Разработан метод получения пленок из смеси хрома, углерода и кислорода с заданными свойствами

Сотрудники Физтех-школы радиотехники и компьютерных технологий МФТИ совместно с коллегами из Автономного университета Эстадо де Морелос (Мексика) изучили влияние импульсного лазерного облучения на воздухе на керамику Cr₂₃C₆с добавками Cr₃C₂ и Cr₇C₃. Оказалось, что в основном происходит плавление керамической поверхности карбида хрома с образованием кратера на поверхности материала. Выброс новообразованных продуктов из кратера и их распространение в соседние области сопровождаются компоновкой наночастиц в кластеры. В зависимости от длины пролета нанокластеров через разные температурные зоны и температуры поверхности осаждения, образуются оксикарбиды с различным строением. Осажденные продукты группируются по размеру частиц. Это позволяет создавать пленки заданного типа и назначения. Результаты опубликованы в журнале Inorganic Materials: Applied Research.

Ученые из МФТИ изучили переключение сопротивления в слоистых структурах оксидов и нитридов титана, тантала и гафния

Память с произвольным доступом с сопротивлением на основе оксида переходного металла имеет большой потенциал благодаря комбинации высокоскоростного переключения и неразрушающего считывания. Еще одна привлекательная особенность такого типа памяти состоит в исключительно высокой плотности хранения данных. Структуры «металл — изолятор — металл» могут демонстрировать обратимое резистивное переключение между состоянием с высоким сопротивлением и состоянием с низким сопротивлением. Эти структуры являются функциональными ячейками новых устройств памяти. Сотрудники группы атомно-слоевого осаждения Физтех-школы электроники, фотоники и молекулярной физики МФТИ исследовали поведение слоистых кристаллов на основе Ti₂/Ta₂O₅/Ta, Ta₂O₅/Ta и резистивное переключение TiN/HfO₂/Ta₂O₅/Ta. Результаты опубликованы в журнале Physica Status Solidi A. 

Ученые исследовали оптическую проводимость смеси висмута, теллура и селена

Сотрудники лаборатории терагерцовой микроскопии МФТИ совместно с коллегами из Физического института им. П. Н. Лебедева и Технического университета Дармштадта (Германия) исследовали оптический отклик кристалла Bi₂Te₂Se. Измерения в среднем и ближнем инфракрасном диапазонах показали, что в оптической проводимости вещества наблюдается линейное увеличение частоты при 0,5–0,8 эВ. Эта линейность может быть интерпретирована как проявление трехмерных полос Дирака. Однако расчеты зонной структуры показывают, что переходы между полосами способствуют межзонной оптической проводимости на этих частотах, и, следовательно, наблюдаемая линейность может оказаться случайной. Результаты опубликованы в журнале Crystals.

Устойчивость фактора свертывания крови к окислению увеличивается по ходу его работы

Фактор свертывания крови XIII (FXIII) играет критическую роль в сгущении и разжижении крови. Он сшивает белки фибрины, делая их устойчивыми к разрушающим ферментам, а также соединяет фибрин с белками расщепляющей его системы. Ученые лаборатории ионной и молекулярной физики МФТИ, Сколтеха и Института биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН исследовали окисление FXIII на разных этапах его активации. Впервые в этом исследовании были проанализированы структурные и функциональные повреждения фактора свертывания крови XIII, обработанного гипохлоритом (признанным основным окислителем в плазме крови). Взятые вместе, текущие результаты вкупе с данными предыдущих исследований позволяют предположить, что FXIII может обеспечить антиоксидантную способность, необходимую для противодействия действию АФК. Способность белков, циркулирующих в плазме крови, участвовать в антиоксидантной самозащите может быть одним из ведущих факторов, которые играют важную роль в поддержании структуры и стабильности белка при окислении. Результаты опубликованы в журнале Biomolecules.

Поведение плазменной дуги в вакууме изучили

Исследование диффузной вакуумной дуги представляет интерес в связи с разработкой методов плазменной переработки отработавшего ядерного топлива. Сотрудники МФТИ совместно с коллегами из Объединенного института высоких температур РАН изучили ионный состав плазмы дугового разряда на расходуемом горячем гадолиниевом катоде. Состав плазмы определялся при токе разряда 50 А, напряжении дуги в диапазоне от 4 до 14 В и температуре катода в промежутке 1900–1950 К. Оказалось, что при напряжении дуги от 5 до 6 В генерируется плазма со степенью ионизации, близкой к 100%, которая содержит более 95% однозарядных ионов среди всех заряженных частиц. Результаты опубликованы в журнале Plasma Diagnostics.

Ученый из МФТИ рассмотрел поверхностные колебания в наночастицах натрия

Доцент кафедры физики высокотемпературных процессов МФТИ Никита Мацко изучил формирование поверхностных плазмонных мод в нанокластерах натрия, содержащих 20–300 атомов. Оказалось, что в малых наночастицах Na размером до 2 нм в функции потерь доминирует один пик, соответствующий локализованному поверхностному плазмонному резонансу. Для частиц размером 2 нм и более начинает формироваться резонанс, соответствующий поверхностным плазмонным поляритонным (SPP) колебаниям, а также резонанс, соответствующий объемным плазмонным возбуждениям. Учитывая это, линейный размер частицы в диапазоне 0,7–3,7 нм можно оценить как нижний предел для металлических устройств, работающих с SPP. Такие композитные структуры можно рассматривать как пример наноплазмонных устройств с избирательно настроенными характеристиками. Результаты опубликованы в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

Ваше мнение о дайджесте, а также информацию о своих статьях, выступлениях и проектах для публикации в последующих выпусках можно присылать на почту nebolsina@phystech.edu. Дайджест выходит раз в две недели. Следующий — 20 июля.