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

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...

Медь + графен: ученые создали материал для охлаждения электроники
Медь + графен: ученые создали материал для охлаждения электроники

Ученые придумали новый способ создавать легкие...

Волгоградские ученые создали робота для вертикального перемещения
Волгоградские ученые создали робота для вертикального перемещения

Ученые из Волгоградского государственного...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Вода вместо лазера: успешно испытан новый способ лечения увеличенной простаты
Вода вместо лазера: успешно испытан новый способ лечения увеличенной простаты
Тайна паразитов: как корнеголовые подчиняют себе ракообразных
Тайна паразитов: как корнеголовые подчиняют себе ракообразных
CINO: человек, который знает, куда идти
CINO: человек, который знает, куда идти
Секреты океана: кто такие археи Асгарда и почему они важны
Секреты океана: кто такие археи Асгарда и почему они важны
Лазерная магия: ученые создают невидимые метки для защиты от подделок
Лазерная магия: ученые создают невидимые метки для защиты от подделок
Теплицы без жары: как ученые охладили воздух и удвоили урожай
Теплицы без жары: как ученые охладили воздух и удвоили урожай
Войны бактерий: как микробы уничтожают друг друга ради выживания
Войны бактерий: как микробы уничтожают друг друга ради выживания
Сеть на грани: как глобальные сбои интернета меняют нашу жизнь
Сеть на грани: как глобальные сбои интернета меняют нашу жизнь
Кровь, любовь и искусство: что скрывает «Поцелуй» Климта
Кровь, любовь и искусство: что скрывает «Поцелуй» Климта
Пингвины на хвосте: как криль выживает в океане
Пингвины на хвосте: как криль выживает в океане
Скрутил — и работает: как угол поворота меняет сверхпроводимость
Скрутил — и работает: как угол поворота меняет сверхпроводимость
От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах
От фононов до туннелей: как тепло движется в сложных материалах
Пузырьки против дерматита: как душ может стать лекарством
Пузырьки против дерматита: как душ может стать лекарством
Ложная тревога: почему иммунитет атакует своих и как это остановить
Ложная тревога: почему иммунитет атакует своих и как это остановить
Ученые создали инструмент для множественного редактирования генов
Ученые создали инструмент для множественного редактирования генов

Новости компаний, релизы

Наука в поле: что скрывается за успехами современного животноводства
Как готовят пилотов дронов в Москве
Камчатский университет взял курс на перемены: кто будет рулить развитием
Юные защитники неба: детский слет по беспилотникам в Нижнем Новгороде
С понедельника или с Нового года? Как мы строим планы и бросаем их