Оксид алюминия заставляет молекулы светиться ярче

Ученые выяснили, что тонкие пленки из оксида алюминия могут усиливать свечение органических молекул почти в пять раз.

В отличие от дорогих материалов, таких как золото или серебро, оксид алюминия дешевле и устойчивее к химическим воздействиям. Это открытие может помочь создать доступные и точные медицинские датчики, например, для диагностики аллергии.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Optical Materials.

Сенсоры — это важная часть современной медицины. Они помогают врачам быстро получать данные о здоровье: уровень кислорода в крови, давление или наличие аллергических реакций. Светящиеся сенсоры особенно удобны: они маленькие, потребляют мало энергии, но при этом работают быстро и точно. Их принцип прост: когда сенсор взаимодействует с определенным веществом, например, антителом, он начинает светиться. Проблема в том, что такие сенсоры сложно и дорого производить.

Ученые из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге нашли способ сделать производство проще и дешевле. Они создали тонкие пленки из оксида алюминия, которые усиливают свечение красителей. Для этого они нанесли слой алюминия на стекло, а затем обработали его щавелевой кислотой с помощью электрического тока. Этот процесс называется анодированием. В результате на поверхности алюминия образовался слой оксида, который и придает материалу нужные свойства.

Исследователи заметили, что если повысить температуру раствора кислоты, свечение пленки становится ярче. Например, при нагреве с 5°C до 40°C яркость увеличилась в пять раз. Это происходит потому, что при высокой температуре на поверхности пленки образуется больше светящихся участков.

Чтобы проверить, как пленка будет работать с биологическими молекулами, ученые добавили в нее краситель родамин 6G. Оказалось, что пленка усиливает свечение красителя в красной области спектра, а свое свечение в зеленой области, наоборот, теряет. Это связано с тем, что энергия от светящихся участков пленки передается красителю, заставляя его светиться ярче. Причем пленка, обработанная при 40°C, показала лучший результат — свечение красителя усилилось в пять раз.

Мы можем использовать оксид алюминия для создания аллергочипов — устройств, которые определяют склонность к аллергии. Такие чипы уже существуют, но они дорогие, потому что сделаны из сложных материалов. Оксид алюминия работает так же хорошо, но стоит дешевле и устойчивее к химии. В будущем мы планируем улучшить свечение и сделать структуру пленок более упорядоченной. Это сделает технологию такой же надежной, как и существующие аналоги, — говорит Игорь Никитин, инженер-исследователь из Университета ИТМО.

Преимущества оксида алюминия:

  • Дешевле драгоценных металлов.
  • Устойчив к химическим воздействиям.
  • Усиливает свечение в пять раз.
  • Подходит для создания медицинских датчиков.

Раенее ученые вырастили светящиеся цветы.

Фото: установка для анодирования. Источник: Игорь Никитин.

27.02.2025


Подписаться в Telegram



Хайтек

Цифровой богатырь: новый российский процессор ускоряет связь
Цифровой богатырь: новый российский процессор ускоряет связь

Компания Lauftex, известная своими микроволнов...

От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах
От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах

Органические полупроводники и металлоорга...

Робот, который не боится бардака: как ИИ учится быть человеком
Робот, который не боится бардака: как ИИ учится быть человеком

Представьте себе робота, который может пригото...

Химия роста: тамбовский «Пигмент» нашел замену импорту
Химия роста: тамбовский «Пигмент» нашел замену импорту

Завод Пигмент в Тамбове продолжает активн...

Точность и прочность: ученые напечатали огнеупоры без усадки
Точность и прочность: ученые напечатали огнеупоры без усадки

Ученые из Томского политехнического униве...

PRL: Иридий усиливает магнитные свойства сплава Fe-Co
PRL: Иридий усиливает магнитные свойства сплава Fe-Co

Магнитные материалы — это осно...

Математику и металл объединили для идеальных труб
Математику и металл объединили для идеальных труб

Объединенная металлургическая компания из ...

Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов
Открытие, которое притягивает: новая технология производства магнитов

В Корейском институте материаловедения команда...

Луч, который зажигает звезды: в МИФИ собирают гигантский лазер
Луч, который зажигает звезды: в МИФИ собирают гигантский лазер

В НИЯУ МИФИ начали собирать огромный оптически...

MXene в 3D-печати: прорыв в создании микроструктур
MXene в 3D-печати: прорыв в создании микроструктур

Исследовательская группа Smart 3D Printing из&...

Бор и азот: как химики нашли ключ к новым материалам
Бор и азот: как химики нашли ключ к новым материалам

Ученые придумали новый способ, как соедин...

PRB: Ученые упростили изучение квантовой запутанности
PRB: Ученые упростили изучение квантовой запутанности

Когда-то Альберт Эйнштейн называл квантовую за...

Квантовый рывок: процессор Zuchongzhi-3 обогнал суперкомпьютеры
Квантовый рывок: процессор Zuchongzhi-3 обогнал суперкомпьютеры

Группа ученых из Китайского университета ...

Разработана одежда с секретом: проведите рукой — и она сработает
Разработана одежда с секретом: проведите рукой — и она сработает

Команда ученых из Ноттингемского универси...

Внимание, фермер: тамбовский дрон тебе товарищ
Внимание, фермер: тамбовский дрон тебе товарищ

Группа ученых из Тамбовского государствен...

Оранжевый прорыв: как бор и углерод нашли общий язык
Оранжевый прорыв: как бор и углерод нашли общий язык

Бор, углерод, азот и кислород &mdash...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Без химии и боли: простой способ укрепить десны после 60
Без химии и боли: простой способ укрепить десны после 60
Коронавирусы в сахарной глазури — теперь и это их не спасет
Коронавирусы в сахарной глазури — теперь и это их не спасет
Лазер вместо фабрики: ученые придумали, как делать электронику за три шага
Лазер вместо фабрики: ученые придумали, как делать электронику за три шага
Бетон с годами крепчает, но сдается без боя: скрытая цена прочности
Бетон с годами крепчает, но сдается без боя: скрытая цена прочности
Не только змеи: кто еще в природе жалит, кусает и травит
Не только змеи: кто еще в природе жалит, кусает и травит
Тюлени празднуют, рыбы в панике: чем обернулось исчезновение акул
Тюлени празднуют, рыбы в панике: чем обернулось исчезновение акул
Токсичная химия: как еда и стресс ломают подростковую психику
Токсичная химия: как еда и стресс ломают подростковую психику
Море по памяти: почему рыбаки рисуют карты лучше машин
Море по памяти: почему рыбаки рисуют карты лучше машин
Важны не цифры, а контекст: как мозг упрощает математику
Важны не цифры, а контекст: как мозг упрощает математику
Геометрия на защите мозга: ученые переизобрели велошлем
Геометрия на защите мозга: ученые переизобрели велошлем
Одна рука на руле, другая — на удачу: езда на скутере стала русской рулеткой
Одна рука на руле, другая — на удачу: езда на скутере стала русской рулеткой
Ученые запустили мощную клеточную реакцию с помощью света
Ученые запустили мощную клеточную реакцию с помощью света
Ловцы волн в наномире: как муар заставляет материю двигаться
Ловцы волн в наномире: как муар заставляет материю двигаться
Стирать? Готовить? Не, не слышали: россияне переложили домашние дела на сервисы
Стирать? Готовить? Не, не слышали: россияне переложили домашние дела на сервисы
Цифровой богатырь: новый российский процессор ускоряет связь
Цифровой богатырь: новый российский процессор ускоряет связь

Новости компаний, релизы

Не только дроны: что скрывает рязанская «инновационная долина»
Камчатский университет взял курс на перемены: кто будет рулить развитием
Нижегородские дроны взлетают на федеральные деньги: 830 млн на прорыв
Наука в поле: что скрывается за успехами современного животноводства
3D-принтер, экструдер и пресс: чем теперь занимаются в лаборатории БФУ