Антибактериальный и светящийся: в Новосибирске  создали уникальный наноматериал⁠⁠

Развитие современной экономики невозможно без появления новых материалов – для авиастроения, энергетики, микроэлектроники, медицины и т.п. Одно из самых перспективных направлений работ – создание наноматериалов, чем занимаются ученые по всему миру, включая и институты новосибирского Академгородка.

Как известно, свойства материала могут зависеть от его химического состава или структуры. В данной работе сотрудники Института неорганической химии СО РАН пошли по пути изменения структуры, конкретнее – ориентации частиц, из которых она состоит, с целью улучшить имеющиеся характеристики материала или наделить его новыми свойствами. В результате, они нашли способ достаточно просто получать вертикально-ориентированные пластинчатые наночастицы при относительно низкой температуре (как известно, простота применения является важным показателем при внедрении того или иного технологического решения в производство).

– Такая ориентация позволяет расположить на одинаковой площади подложки значительно больше наночастиц, из которых состоит материал, а также изменять его свойства, - рассказал научный сотрудник лаборатории функциональных пленок и покрытий ИНХ СО РАН к.х.н. Иван Меренков.

Сами ученые для объяснения этого, приводят простую аналогию: если в центре города построить не одноэтажное офисное здание, а высотный деловой центр, то при занятии равной площади земли, число рабочих мест во втором случае будет многократно выше, соответственно вырастет и прибыль.

На практике этот метод опробовали на гексагональном нитриде бора (h-BN), материале, близком по строению к графиту. В результате изменения ориентации наночастиц h-BN материал действительно приобрел новые свойства, в частности, по оценкам создателей, антибактериальные.

Для проверки этого предположения полученные образцы были переданы ученым ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН».

Чтобы протестировать антибактериальные свойства на поверхность материала помещали каплю, содержащую бактериальную суспензию. После инкубации в течение 1 часа ученые оценили, сколько бактерий выжило. Оказалось, что при контакте с вертикально ориентированными наночастицами h-BN больше половины бактерий погибают.

– Мы предполагаем, что подобный эффект связан с механическим повреждением клеточной мембраны бактерий при контакте с наночастицами h-BN. Острые вершины этих частиц можно сравнить с лезвиями ножей, которые наносят урон объектам, попавшим на них. Это открытие очень важно, когда мы говорим об использовании нового материала на практике, например, в качестве антибактериального покрытия медицинских инструментов, - подчеркнула старший научный сотрудник лаборатории генной инженерии ФИЦ ИЦиГ СО РАН, к.б.н. Татьяна Фролова.

Татьяна Фролова и Иван Меренков

Теперь Татьяна с коллегами намерены подробнее изучить механизм гибели бактерий при взаимодействии с наностенками. Таким образом, создание антибактериальных покрытий станет более направленным и эффективным.

Есть у нового материала, помимо антибактериальных, и другие, полезные с точки зрения промышленности, свойства (например, при облучении электронами, он начинает излучать свет). Но, говоря о практических перспективах своих исследований, ученые отмечают – оценивать, насколько широкое внедрение получит именно этот материал – вне их компетенции. Но разработанные методы создания нового материала, в любом случае, будут востребованы в сфере нанотехнологий, которая с каждым годом только расширяется.

Результаты работы обеих научных групп опубликованы в престижном издании NANO RESEARCH.

Источник