Эти частицы в десять раз меньше, чем те, что используются сейчас, и при этом обладают улучшенными свойствами. Их можно применять для лечения онкологических заболеваний, а также для борьбы с болезнями нервной системы, такими как Альцгеймер или Паркинсон.

Исследования поддержал Российский научный фонд, а результаты опубликовали в престижном журнале Ceramics International, который входит в топ-10 самых цитируемых изданий по керамическим материалам.

Обычные наночастицы магнетита, которые уже используются в медицине, имеют размер больше 200 нанометров. Их производство занимает несколько дней и требует сложных процессов, например, нагрева для создания кристаллической структуры. Кроме того, их свойства хуже, чем у аналогов, содержащих токсичные элементы, такие как свинец. Все это ограничивает их применение.

Ученые из Томского политеха пошли другим путем. Они создали наночастицы размером меньше 20 нанометров, которые состоят из двух слоев: ядра из магнетита и оболочки из титаната бария. Для их производства использовали новый метод — микроволновый гидротермальный синтез. Этот способ позволяет сразу создавать кристаллические структуры и уменьшать слипание частиц, что очень важно для медицинского применения.

Мы впервые применили такой метод для создания наночастиц. Это позволило нам получить частицы, которые не только стабильны, но и обладают улучшенными свойствами, — рассказывает Алина Уракова, лаборант Международного исследовательского центра «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы» ТПУ.

Эксперименты показали, что новые наночастицы реагируют на магнитное поле в десять раз лучше, чем их предшественники. Это стало возможным благодаря модификации структуры титаната бария.

Ученые провели множество тестов, чтобы изучить свойства новых частиц. Они использовали электронную микроскопию, рентгеновские лучи, спектроскопию и другие методы. Особое внимание уделили способности частиц генерировать активные формы кислорода под воздействием магнитного поля. Эти формы кислорода могут уничтожать раковые клетки.

Мы провели эксперименты с красителем Родамином, который разрушается под действием активного кислорода. Наши наночастицы уничтожили более 80-90% красителя всего за час. При этом мы использовали безопасное низкочастотное магнитное поле, которое не нагревает частицы и не вредит здоровым клеткам, — объясняет Роман Чернозем, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ.

В исследовании участвовали ученые из Томского государственного университета, Института катализа СО РАН, Института физики прочности и материаловедения СО РАН и других научных центров.

Ранее ученые создали нанолисты цинка для систем очистки воды.

Фото: Руководитель исследования, доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Роман Чернозем. Источник: пресс-служба ТПУ.