Учёные из Чикагского университета усилили квантовые свойства наноалмаза с помощью оболочки как в QLED
Учёные из Чикагского университета разработали новый тип квантового биосенсора, который может работать внутри живой клетки. В его основе — наночастицы алмаза, заключённые в специальную оболочку, усиливающую их чувствительность.
Квантовые датчики способны отслеживать процессы на молекулярном уровне. Их можно использовать для наблюдения за ростом клеток и ранней диагностики заболеваний. Однако наночастицы алмаза, обладающие нужными свойствами, при помещении в живую клетку теряют эффективность: их сигнал становится слабее.
Команда под руководством аспиранта Ури Цви и профессора Аарона Эссера-Кана решила эту проблему, вдохновившись технологией QLED — квантовых точек, применяемых в телевизорах. Ранее учёные уже сталкивались с тем, что нестабильность квантовых точек можно уменьшить за счёт защитной оболочки. Этот подход был адаптирован для алмазных наночастиц. Была создана оболочка из соединений кремния и кислорода — силоксана. Она усилила квантовые свойства и одновременно снизила реакцию со стороны иммунной системы. Такое покрытие делало наночастицу менее заметной для защитных клеток организма.
В ходе эксперимента исследователи обнаружили, что оболочка не только усилила флуоресценцию и стабильность заряда, но и улучшила спиновую когерентность в четыре раза. Это стало неожиданным результатом: предыдущие попытки улучшить квантовые свойства алмазов с помощью поверхностной инженерии были менее успешны.
Работа объединила специалистов из разных областей. В исследовании участвовали эксперты по квантовой инженерии, биоинженерии и физике из Чикагского университета и Университета Айовы. Для объяснения наблюдаемого эффекта команда обратилась к теоретическим моделям взаимодействия материалов.
Было установлено, что интерфейс между алмазом и оболочкой влияет на поведение электронов, управляя их переносом и снижая уровень шумов, мешающих считыванию сигнала. Это позволило выявить зоны на поверхности наночастиц, которые ухудшали работу датчиков, и предложить решения для повышения эффективности.
Результаты открывают новые перспективы для квантовой биосенсорыки, а также дают основу для дальнейшей настройки наноматериалов с учётом их квантовых характеристик.
Квантовые датчики способны отслеживать процессы на молекулярном уровне. Их можно использовать для наблюдения за ростом клеток и ранней диагностики заболеваний. Однако наночастицы алмаза, обладающие нужными свойствами, при помещении в живую клетку теряют эффективность: их сигнал становится слабее.
Команда под руководством аспиранта Ури Цви и профессора Аарона Эссера-Кана решила эту проблему, вдохновившись технологией QLED — квантовых точек, применяемых в телевизорах. Ранее учёные уже сталкивались с тем, что нестабильность квантовых точек можно уменьшить за счёт защитной оболочки. Этот подход был адаптирован для алмазных наночастиц. Была создана оболочка из соединений кремния и кислорода — силоксана. Она усилила квантовые свойства и одновременно снизила реакцию со стороны иммунной системы. Такое покрытие делало наночастицу менее заметной для защитных клеток организма.
В ходе эксперимента исследователи обнаружили, что оболочка не только усилила флуоресценцию и стабильность заряда, но и улучшила спиновую когерентность в четыре раза. Это стало неожиданным результатом: предыдущие попытки улучшить квантовые свойства алмазов с помощью поверхностной инженерии были менее успешны.
Работа объединила специалистов из разных областей. В исследовании участвовали эксперты по квантовой инженерии, биоинженерии и физике из Чикагского университета и Университета Айовы. Для объяснения наблюдаемого эффекта команда обратилась к теоретическим моделям взаимодействия материалов.
Было установлено, что интерфейс между алмазом и оболочкой влияет на поведение электронов, управляя их переносом и снижая уровень шумов, мешающих считыванию сигнала. Это позволило выявить зоны на поверхности наночастиц, которые ухудшали работу датчиков, и предложить решения для повышения эффективности.
Результаты открывают новые перспективы для квантовой биосенсорыки, а также дают основу для дальнейшей настройки наноматериалов с учётом их квантовых характеристик.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
