• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nanomagnesy w otoczkach z węgla na UW

    11.05.2010. 06:19
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Nad zamykaniem nanocząstek magnetycznych w nanokapsułkach węglowych pracuje dr Michał Bystrzejewski z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego. Takie cząstki mogą znaleźć zastosowanie np. jako mobilne nośniki katalizatorów, przy rozpoznawaniu zmian nowotworowych w organizmie lub przy oczyszczaniu wody z metali ciężkich. Projekt dostał w tym roku wyróżnienie w konkursie "Cudze chwalicie, swego nie znacie - promocja osiągnięć nauki polskiej" w obszarze nauk ścisłych.

    "Kryształy żelaza, rozdrobnione do wielkości kilku nanometrów, mają właściwości superparamagnetyczne, a to oznacza m.in., że można je łatwo i szybko namagnesować, co z kolei ułatwia ich poruszanie za pomocą prostych i tanich magnesów" - tłumaczy dr Bystrzejewski. "Problemem jest to, że cząstki te są bardzo reaktywne i szybko ulegają korozji, zarówno w powietrzu, jak i w wodzie, więc są trudności z ich przechowywaniem" - dodaje.

    Aby zachować ich magnetyczne właściwości i zapobiec wchodzeniu w reakcje, naukowcy postanowili otaczać je ochronnymi otoczkami, które mają zabezpieczać zakapsułkowane nanoziarenka przed wpływem środowiska zewnętrznego i wtórną aglomeracją.

    "Jako materiały ochronne stosowano dotychczas m.in. polimery, które nie były odporne na wysokie temperatury czy krzemionkę - wyjaśnia Bystrzejewski. - Węgiel okazał się lepszym materiałem ochronnym, jest praktycznie obojętny chemicznie i dobrze chroni nanocząstki magnetyczne przed korozją."

    Nanokapsułki węglowe powstają w bardzo wysokich temperaturach, sięgających kilku tysięcy stopni Celsjusza. W takich warunkach żelazo i węgiel występują w stanie gazowym. Powstawanie kapsułek zachodzi podczas gwałtownego ochładzania takiej mieszanki gazowej, w trakcie którego węgiel rozpuszczony w ziarnach żelaza wytrąca się i tworzy wokół nich otoczkę ochronną.

    Nanokapsułki łączą w sobie właściwości magnesu i węgla aktywnego, dlatego możliwe jest usuwanie za ich pomocą jonów metali ciężkich z roztworów.

    Jony metali ciężkich, szkodliwe dla człowieka, mogą być usuwane z wody za pomocą węgla aktywnego. Problemem jest jednak to, że usuwanie go z oczyszczanego roztworu jest czasochłonne i wymaga wielu procesów. Tymczasem nanokapsułki adsorbują jony metali ciężkich, a dzięki obecności uwięzionego rdzenia magnetycznego można błyskawicznie oddzielić taki sorbent z roztworu. Badania nad takim zastosowaniem wynalazku prowadzi dr Bystrzejewski razem z prof. dr hab. Krystyna Pyrzyńską z Wydziału Chemii UW.

    Innym zastosowaniem nanomagnesów w kapsułkach może być również wykrywanie nowotworów metodą obrazowania rezonansem magnetycznym.

    W tym celu do nanokapsułek, jak tłumaczy Bystrzejewski, za pomocą tzw. "mokrej chemii" trzeba dołączyć cząsteczki o aktywności biologicznej, np. przeciwciała, wykazujące powinowactwo do określonych komórek - w tym przypadku nowotworowych. Tak zmodyfikowane kapsułki, dostarczone do organizmu, gromadzić się będą się wokół guza. Dzięki obecności w kapsułkach rdzeni superparamagnetycznych miejsca te byłyby dobrze widoczne na obrazie z rezonansu magnetycznego.

    A jak później usunąć z organizmu te namagnesowane cząstki? Na razie nie wiadomo; badania nad tą kwestia wciąż trawają. Jednak dr Bystrzejewski spodziewa się, że ilości substancji wprowadzane do organizmu będą niewielkie i nie powinny powodować ostrych reakcji toksykologicznych.

    Prace nad zastosowaniem namomateriałów węglowych w biomedycynie są realizowane przez Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego we współpracy z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym (prof. dr hab. Ireneusz P. Grudziński) oraz z Politechniką Warszawską (dr Magdalena Popławska).

    PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

    agt/ kap/


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Medal Kołosa – wyróżnienie przyznawane co dwa lata za wybitne osiągnięcia w dziedzinie eksperymentalnej lub teoretycznej chemii fizycznej. Medal Kołosa przyznawany jest od 1998 roku w celu upamiętnienia życia i pracy badawczej Włodzimierza Kołosa przez Wydział Chemii Uniwersytetu Warszawskiego oraz Polskie Towarzystwo Chemiczne. Ceremonia wręczenia medalu łączy się z wygłoszeniem przez laureata wykładu dla doktorantów Wydziału Chemii UW. Amalgamat (ortęcie) – ogólna nazwa stopów metali, w których jednym z podstawowych składników jest rtęć. Tworzy się poprzez rozpuszczenie innych metali w rtęci w warunkach otoczenia. Stopy te można również uważać za roztwory, przy czym mogą to być roztwory o ciekłym lub stałym stanie skupienia. Amalgamaty tworzy większość metali, do wyjątków należy żelazo, które może być wykorzystywane do produkcji naczyń do przechowywania amalgamatów. Po ogrzaniu rtęć wyparowuje całkowicie z amalgamatów, co wykorzystywane jest podczas ekstrakcji srebra lub złota z rudy za pomocą rtęci. DTPA (kwas pentetynowy; łac. Acidum penteticum) – substancja, której związki chelatowe Ca-DTPA stosowane są do usuwania z organizmu niektórych radionuklidów i metali ciężkich. Jednak głównym zastosowaniem jest dodawanie ich jako składnik pulpy drzewnej przy bieleniu papieru. DTPA ma za zadanie wychwytywać metale, które powodują rozbijanie wody utlenionej.

    Rdza – niejednolita warstwa produktów utleniania żelaza i jego stopów (np. stali) w wodzie, wilgotnej atmosferze lub gruncie, zawierająca głównie tlenki i wodorotlenki żelaza. Taki proces niszczenia powierzchni metali jest zwany korozją. Potocznie termin „rdza” bywa też stosowany do określenia innych warstw produktów utleniania metali, w tym utleniania żelaza w gazach suchych lub utleniania stopów metali nieżelaznych (np. zgorzelina, śniedź, warstwy pasywujące). Przy wystarczającej ilości czasu, tlenu i wody, każda masa żelaza ostatecznie przekształca w całości w rdzę i rozpada się. Wydział Chemii Uniwersytetu Łódzkiego – jeden z dwunastu wydziałów Uniwersytetu Łódzkiego. Wyodrębnił się z Wydziału Fizyki i Chemii 1 października 2007 roku. Wcześniej wchodził w skład Wydziału Matematyki, Fizyki i Chemii (1951-1996) oraz Wydziału Matematyczno-Przyrodniczego (do 1951 roku). Jego siedziba znajduje się przy ul. Tamka 12 w Łodzi.

    Duanty - są to dwie komory cyklotronu, które stanowią całość jako para. Do duantów jest podłączony oscylator wytwarzający zmienny prąd o wielkiej częstotliwości i wysokim napięciu. Wewnątrz duantów wytworzone jest pole magnetyczne powodujące zakrzywienie torów naładowanych cząstek. Każdorazowe przejście cząstki przez pole elektryczne występujące w przerwie między duantami powoduje przyśpieszanie cząstki. Aby to mogło zajść, okres zmian prądu musi odpowiadać okresowi cząstki w ruchu obrotowym w polu magnetycznym duantów. Adam Andrzej Hulanicki (ur. 31 maja 1929) – polski chemik, specjalista w zakresie chemii analitycznej, profesor Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, członek korespondent PAN, przewodniczący Komitetu Chemii Analitycznej PAN.

    Stop żelaza z węglem – stopy, w których węgiel rozpuszczany jest w żelazie. Węgiel może występować w nich w postaci węgla czystego – grafitu, roztworu stałego w sieci krystalicznej ferrytu lub austenitu albo jako węglik żelaza, np. Fe3C, zwanego cementytem. Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki Uniwersytetu Opolskiego (WMFiI UO) - jeden z 8 wydziałów Uniwersytetu Opolskiego powstały 1 września 2008 roku w wyniku reorganizacji Wydziału Matematyki, Fizyki i Chemii poprzez wydzielenie z jego struktur Instytutu Chemii i przekształcenia go w samodzielny Wydział Chemii. Kształci studentów na trzech podstawowych kierunkach zaliczanych do nauk ścisłych matematycznych, na studiach stacjonarnych oraz niestacjonarnych.

    Stop metali (dawniej także: aliaż) – tworzywo o właściwościach metalicznych, w którego strukturze metal jest osnową, a poza nim występuje co najmniej jeden dodatkowy składnik, zwany dodatkiem stopowym. Dodatki są wprowadzane w celu poprawienia wytrzymałościowych właściwości materiału. Zwykle pogarszają plastyczność, przewodnictwo elektryczne, przewodnictwo cieplne. Często zmniejszają również odporność na korozję.

    Magnetyzacja (namagnesowanie) jest właściwością materiałów (m.in. magnesów), która opisuje pole magnetyczne wytwarzane przez materiał. Przez magnetyzację rozumie się także wielkość fizyczną określającą wytwarzane przez materiał pole magnetyczne, definiuje się ją przez określenie momentów magnetycznych wytworzonych w jednostce objętości. Głównymi składnikami magnetyzacji są orbitalne i spinowe momenty magnetyczne elektronów.

    Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych Uniwersytetu Warszawskiego (Kolegium MISMaP) - międzywydziałowa jednostka organizacyjna stworzona przez wydziały: Biologii, Chemii, Fizyki, Geografii i Studiów Regionalnych, Geologii, Psychologii oraz Matematyki, Informatyki i Mechaniki. Kolegium MISMaP organizuje bezpłatne studia dzienne, które umożliwiają interdyscyplinarne wykształcenie. Są one prowadzone w indywidualnym toku przez jednostki Uniwersytetu Warszawskiego.

    Dodano: 11.05.2010. 06:19  


    Najnowsze