Физики изучили легированные бором наноалмазы

Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова обнаружили, что наноалмазы, легированные бором, нагревают суспензии быстрее детонационных наноалмазов. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Laser Physics Letters.

Детонационные наноалмазы — те, которые получают путем химических превращений на фронте детонационной волны при взрыве мощных взрывчатых веществ.

Физики лаборатории лазерной спектроскопии растворов супрамолекулярных соединений и наноструктур физического факультета МГУ обнаружили способность наноалмазов, легированных бором (ЛБНА), существенно нагревать окружающую среду под действием лазерного излучения. 

«"Нагревательные" свойства ЛБНА обусловлены особой структурой наноматериала, создаваемой во время прямого синтеза ЛБНА из C₁₆H₃₀B₂ при высокой температуре и высоком давлении (T = 1550°C, P = 9 ГПа)», — рассказала старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Татьяна Доленко.

Изображение наноалмазов, инжектированных в раковую (HeLa) клетку, полученное на флуоресцентном микроскопе

В ходе работы ученые использовали такие методы, как лазерное возбуждение, контактная термометрия и спектроскопия комбинационного рассеяния, для изучения водородных связей в нагреваемых суспензиях.

Ученые кафедры квантовой электроники физического факультета установили, что наноалмазы, легированные бором, сильнее ослабляют сетку водородных связей при диспергировании в воде по сравнению с детонационными наноалмазами. 

«Обнаружено и изучено необычное свойство наноалмазов, легированных бором, нагревать суспензии под лазерным возбуждением в 2-5 раз сильнее обычных детонационных наноалмазов (в зависимости от длины волны лазера)», — пояснил аспирант кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ Алексей Вервальд. 

Исследования проводились с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния света, корреляционной спектроскопии и спектрофотометрии.

«Новый наноматериал — впервые синтезированные ЛБНА размером 10 нм — является перспективным материалом для создания наноагентов лечебной и онкологической гипертермии», — пояснила Татьяна Доленко.

Благодаря обнаруженным свойствам, а также нетоксичности и высокой биосовместимости, ЛБНА имеют гораздо большие преимущества в качестве тераностических наноагентов перед металлическими и ферромагнитными наночастицами.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из Института общей физики имени А.М. Прохорова РАН, Института физики высоких давлений имени Л.Ф. Верещагина РАН и компании Adamas Nanotechnologies, США.