RUS ENG

НАМ 20 ЛЕТ!

ГРУППА AMT&C - ФИНАЛИСТ РЕЙТИНГА «ТЕХНОУСПЕХ»


 

 


Природа влияет на свойства наночастиц на основе ферритина.



02.12.2010

Природа влияет на свойства наночастиц на основе ферритина.
       Важную роль хранения железа в живых существах от бактерий до млекопитающих играет глобулярный белковый комплекс ферритин. В последние годы биологические формы-матрицы на основе ферритина использовались для синтеза наночастиц редких магнитных материалов, а также благородных металлов и полупроводников. Было замечено, что биологическая среда существенно влияет на процесс зарождения и роста неорганических ядер. Однако не было известно, как именно органическая матрица влияет на магнитные свойства материалов. Изучение структуры и магнитных свойств маггемитовых ядер на разных стадиях их формирования показало, что в магнитном отношении они ведут себя как полые наночастицы. В преимущественно беспорядочных поверхностных структурах резко уменьшается магнитный момент, и увеличивается магнитная анизотропия, являющаяся параметром, определяющим стабильность магнитной памяти наночастиц.


На рис. показаны различные стадии формирования магнетоферритина.

       Научный коллектив, в который вошли физики из Арагонского института научного  материаловедения и биохимики из Сарагосского университета, использовал несколько взаимодополняющих методов исследования структуры вещества: атомно-силовую микроскопию, электронную микроскопию, рентгеновскую дифракцию, СКВИД-магнитометрию и мессбауэровскую спектроскопию.
       На начальных стадиях формирования магнетоферритиновые ядра выглядели очень несимметрично, напоминая "подковы" или "полнолуния". Процесс кристаллизации шел неравномерно: происходило одновременное возникновение центров кристаллизации в разных местах внутри белковой полости. По сравнению с объемным маггемитом, близким "родственником" первого известного магнита, магнетита, у магнетоферритиновых наночастиц были отмечены значительно более слабые магнитные свойства.
       Это можно объяснить тем, что магнитные моменты каждого из нескольких кристаллитов формирующегося магнетоферритинового ядра имеют случайную ориентацию, на что указывают данные магнитных и спектроскопических исследований. С помощью динамических измерений магнитных свойств была обнаружена сильная магнитная анизотропия наночастиц, обусловленная большим количеством поверхностных структур, характерных для наночастиц, выращенных в органических формах-матрицах.
       Необычные свойства наночастиц на основе ферритина открывают новые возможности для исследований свойств наноматериалов с доминирующей поверхностной структурой. Особенно перспективны в этом смысле антиферромагнитные наноматериалы, в которых магнитный момент почти полностью определяется некомпенсированными спинами на поверхности. Значительная обменная анизотропия, связанная в данном случае со взаимодействием с белком, может способствовать устойчивости битов магнитной информации при воздействии тепловых флуктуаций.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/44407

Возврат к списку новостей