В ИТМО создали наночастицы для оптоэлектроники и фармацевтики

Компьютерра 27 августа 2026 14:32

На чтение: 2 минуты

Нравится:

Ученые ИТМО создали углеродные наночастицы, стабильно работающие в органических растворителях и способные распознавать хиральные молекулы по двум оптическим сигналам. Разработка может стать основой для сенсоров в фармацевтике и фотонных устройств в оптоэлектронике.

В ИТМО создали наночастицы для оптоэлектроники и фармацевтики — Источник: news.itmo.ru

Ученые из ИТМО сделали шаг вперед в работе с «зеркальными» молекулами. Хиральность — это свойство, при котором у вещества есть две формы, выглядящие как близнецы, но совместить их невозможно, как правую и левую ладонь. Химический состав у них абсолютно одинаковый, а вот свойства могут различаться кардинально. Одна форма может быть полезной, другая — бесполезной или даже опасной. Именно поэтому в фармацевтике так важно отслеживать, какая из форм получается в процессе синтеза.

Обычно для этого используют углеродные наночастицы-сенсоры. Однако большинство таких структур хорошо работают только в воде, а в органических растворителях они слипаются и теряют свои свойства. Между тем многие ключевые реакции, включая производство лекарств, происходят как раз в органике.

Команда ученых предложила нестандартное решение. Вместо того чтобы прикреплять хиральные молекулы к готовой поверхности, они встроили их прямо в углеродную матрицу на этапе синтеза. Это кардинально повысило стабильность — частицы перестали агрегировать и сохранили свои оптические способности в органической среде.

Получившиеся наночастицы — всего 5–10 нанометров размером, что в десятки тысяч раз тоньше волоса. Но у них сразу два полезных свойства: они ярко светятся под ультрафиолетом и по-разному поглощают свет с левой и правой круговой поляризацией. То есть материал дает сразу два независимых сигнала — свечение и изменение поглощения, — что делает распознавание хиральных молекул более надежным.

Проверку проводили в толуоле — одном из самых ходовых органических растворителей. Наночастицы уверенно меняли свои оптические характеристики в присутствии «зеркальных» молекул и позволили их обнаружить.

По словам авторов работы, в будущем такие сенсоры могут упростить контроль качества в разработке новых лекарств. А в оптоэлектронике на их основе могут появиться более эффективные светодиоды, солнечные элементы и даже спин-светодиоды. Следующий шаг — научить частицы не только поглощать поляризованный свет, но и излучать его.