Press "Enter" to skip to content

Πρωτοποριακές θεραπείες μαγνητικών νανοκρυστάλλων

Νέα έρευνα του Ινστιτούτου Ηλεκτρονικής Δομής και Λέιζερ (ΙΗΔΛ) του ΙΤΕ φιλοδοξεί να συνεισφέρει σε επαναστατικές στρατηγικές που στοχεύουν στην εξολόθρευση καρκινικών κυττάρων, με την αύξηση της θερμοκρασίας τους.
Πρόσφατες έρευνες αποκάλυψαν ότι η χρήση βελτιστοποιημένων νανοκρυστάλλων (δηλαδή μικροσκοπικών σωματιδίων, χιλιάδες φορές μικρότερων από ένα κόκκο σκόνης), που εγχέονται σε καρκινικό ιστό και θερμαίνονται από εξωγενή ερεθίσματα (π.χ. κάποιο μαγνητικό πεδίο), ανοίγει τον δρόμο για νέες πρωτοποριακές θεραπείες. Ταυτόχρονα, η μέθοδος αυτή συμβάλλει αποτελεσματικά στη μείωση της τοξικότητας των αντικαρκινικών θεραπειών. Μέχρι σήμερα, για τον σκοπό αυτό, οι επιστήμονες χρησιμοποιούσαν υλικά με τέλεια δομή. 
Η νέα ερευνητική μελέτη του ΙΗΔΛ-ΙΤΕ (Σχήμα 1) έρχεται να προσθέσει νέα σημαντικά στοιχεία στην ανακάλυψη αυτή: όταν οι μικροσκοπικοί κρύσταλλοι αποκτήσουν τις κατάλληλες ατέλειες στη δομή τους, ρυθμίζουν τις ηλεκτρονικές τους ιδιότητες με τρόπο που ευνοεί τη μετατροπή της ενέργειάς τους σε θερμότητα. Οι χρήσιμες φυσικές ιδιότητες προκύπτουν όταν «διαταράσσεται» η ατομική δομή του κρυστάλλου, με τη δημιουργία «ατελειών», όπως π.χ. κενών θέσεων, στην άριστα οργανωμένη δομή τους. Ένα τέτοιο σύστημα νανοκρυστάλλων, κατά τη διέγερσή του από ένα εξωτερικό μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο, εκλύει περισσότερη θερμική ενέργεια. Το εντυπωσιακό αυτό χαρακτηριστικό ανοίγει νέους δρόμους για έξυπνες εφαρμογές, μεταξύ άλλων, στην υγεία, την ενέργεια, τους αισθητήρες, κ.α. Η σχετική έρευνα, με τίτλο «Vacancy-driven Non-cubic Local Structure and Magnetic Anisotropy Tailoring in FexO-Fe3-δO4 Nanocrystals», δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Physical Review X.
Για την υλοποίηση αυτής της ερευνητικής αποστολής, ο Δρ. Αλέξανδρος Λάππας, Φυσικός, Διευθυντής Ερευνών στο ΙΗΔΛ-ΙΤΕ, συντόνισε ένα διεπιστημονικό δίκτυο συνεργασίας Ευρωπαϊκών και Αμερικανικών επιστημονικών ομάδων, που επέτρεψε τη συνδυαστική άντληση γνώσης, μέσω θεωρητικής-υπολογιστικής φυσικής (ΙΝΝ, Δημόκριτος, Ελλάδα), μαγνητικών μετρήσεων (CNR-SPIN & UNINA, Ιταλία), ανάλυσης νανοϋλικών (LCN, Αγγλία) και προηγμένων διαγνωστικών εργαλείων φωτονικής (CMPMSD, BNL, ΗΠΑ).
Κλειδί στην παρούσα ανακάλυψη αποτέλεσε η χρήση εξαιρετικά ισχυρής ακτινοβολίας φωτός που παράγεται κατά την επιτάχυνση σωματιδίων, στις υποδομές μεγάλων ερευνητικών εγκαταστάσεων (NSLS-II, BNL, ΗΠΑ). Το ισχυρό αυτό φως, σαν ένας εξαίρετης απεικονιστικής ικανότητας μεγεθυντικός φακός, καταγράφει τη διάταξη των ατόμων, προβάλλοντας με μοναδικό τρόπο την όποια μικρή ατέλεια και παραμόρφωση στον κρύσταλλο (Σχήμα 2). «Η μεταβολή της συμμετρίας, λόγω κενών θέσεων στο πλέγμα, τροποποιεί τη μαγνητική απόκριση του νανοκρυστάλλου προς την ευνοϊκή κατεύθυνση. Λόγω της αταξίας που προκαλείται στη δομή του, γίνεται πιο δύσκολη η συλλογική χαλάρωση των στοιχειωδών μαγνητών που τον αποτελούν. Αυτή η αξιοσημείωτη ιδιότητα επιτρέπει τη σχεδόν δεκαπλάσια έκλυση θερμικής ενέργειας, σε σχέση με άλλα νανοϋλικά που στερούνται δομικών ατελειών. Η αντίσταση που υφίστανται οι στοιχειώδεις μαγνήτες θυμίζει εκείνη ενός σώματος, που καθώς προσπαθεί να διέλθει μέσα από ένα ρευστό, επιβραδύνεται ταχύτατα όσο αυξάνει η πυκνότητa του μέσου, και έτσι η κινητική ενέργεια μετατρέπεται σε θερμότητα», εξηγεί ο Αλέξανδρος Λάππας, επικεφαλής του εργαστηρίου Κβαντικών Υλικών και Μαγνητισμού στο ΙΗΔΛ-ΙΤΕ.
Η εν λόγω έρευνα αναδεικνύει ευρύτερα τη δυνατότητα ελέγχου της δομής σε ατομική κλίμακα, μέσω της ρύθμισης των ατελειών. Η οδός αυτή μπορεί να αποτελέσει παράμετρο σχεδιασμού δυνητικά πολυ-λειτουργικών νανοϋλικών, με καθορισμένες μαγνητικές ιδιότητες και σκοπό τη βελτίωση της δράσης τους ως διαγνωστικά και θεραπευτικά εργαλεία ταυτοχρόνως (π.χ. μαγνητική απεικόνιση σε θερμικά αποκρινόμενες βιοϊατρικές τεχνολογίες).
Δημοσίευση:
A. Lappas, G. Antonaropoulos, K. Brintakis, M. Vasilakaki, K.N. Trohidou, V. Iannotti, G. Ausanio, A. Kostopoulou, M. Abeykoon, I.K. Robinson, and E.S. Bozin, “Vacancy-driven Non-cubic Local Structure and Magnetic Anisotropy Tailoring in FexO-Fe3-δO4 Nanocrystals”, Phys. Rev. X 2019, 9, 041044.
URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevX.9.041044
DOI: 10.1103/PhysRevX.9.041044

Σχήμα 1

Σχήμα 2

mail
Mission News Theme by Compete Themes.
Skip to content
Αρέσει σε %d bloggers:

Συνεχίζοντας να χρησιμοποιείτε την ιστοσελίδα, συμφωνείτε με τη χρήση των cookies. Περισσότερες πληροφορίες.

Οι ρυθμίσεις των cookies σε αυτή την ιστοσελίδα έχουν οριστεί σε "αποδοχή cookies" για να σας δώσουμε την καλύτερη δυνατή εμπειρία περιήγησης. Εάν συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε αυτή την ιστοσελίδα χωρίς να αλλάξετε τις ρυθμίσεις των cookies σας ή κάνετε κλικ στο κουμπί "Κλείσιμο" παρακάτω τότε συναινείτε σε αυτό. Τι είναι τα cookies; Τα cookies είναι μικρά αρχεία κειμένου τα οποία αποθηκεύει ένας ιστότοπος στον υπολογιστή σας ή στην κινητή σας συσκευή όταν τον επισκέπτεστε. Τα cookies προβαλλόμενου ιστότοπου είναι cookies που τοποθετούνται από τον ιστότοπο που επισκέπτεστε. Μπορούν να αναγνωστούν μόνο από τον συγκεκριμένο ιστότοπο. Επιπλέον, ο ιστότοπος μπορεί ενδεχομένως να χρησιμοποιεί εξωτερικές υπηρεσίες, οι οποίες επίσης τοποθετούν τα δικά τους cookies, τα λεγόμενα cookies τρίτων. Τα μόνιμα cookies είναι cookies που αποθηκεύονται στον υπολογιστή σας και δεν διαγράφονται αυτόματα μόλις κλείσετε το πρόγραμμα περιήγησής σας, σε αντίθεση με τα cookies περιόδου λειτουργίας, τα οποία διαγράφονται μόλις κλείσετε το πρόγραμμα περιήγησής σας. Κάθε φορά που επισκέπτεστε τους ιστότοπους της Επιτροπής, θα σας ζητηθεί να αποδεχθείτε ή να απορρίψετε τα cookies. Αυτό γίνεται για να μπορεί ο ιστότοπος να απομνημονεύσει τις προτιμήσεις σας (όπως όνομα χρήστη, γλώσσα κ.λπ.) για ορισμένο χρονικό διάστημα. Έτσι, δεν χρειάζεται να τις εισαγάγετε εκ νέου όταν περιηγείστε στον ιστότοπο κατά τη διάρκεια της ίδιας επίσκεψης. Τα cookies μπορούν επίσης να χρησιμοποιούνται για τη συλλογή ανωνυμοποιημένων στατιστικών στοιχείων σχετικά με την εμπειρία περιήγησης στους ιστότοπους της Επιτροπής. Πώς χρησιμοποιούμε τα cookies; Οι ιστότοποι της Επιτροπής χρησιμοποιούν κυρίως cookies προβαλλόμενου ιστότοπου. Πρόκειται για cookies που τοποθετούνται και ελέγχονται από την Επιτροπή και όχι από εξωτερικό οργανισμό. Ωστόσο, για την προβολή ορισμένων ιστοσελίδων μας, θα πρέπει να αποδεχθείτε cookies από εξωτερικούς οργανισμούς. Οι 3 τύποι cookies προβαλλόμενου ιστότοπου που χρησιμοποιούμε έχουν ως σκοπό: την αποθήκευση των προτιμήσεων των επισκεπτών τη βελτίωση της λειτουργικότητας των ιστοτόπων μας τη συλλογή δεδομένων ανάλυσης (σχετικά με τη συμπεριφορά των χρηστών) Cookies προτιμήσεων επισκεπτών Αυτά τοποθετούνται από εμάς και μπορούν να αναγνωστούν μόνο από εμάς. Απομνημονεύουν τα εξής: εάν αποδεχθήκατε (ή απορρίψατε) την πολιτική για τα cookies του εκάστοτε ιστότοπου εάν έχετε ήδη απαντήσει στο αναδυόμενο παράθυρο που σας ζητά να συμπληρώσετε την έρευνά μας (σχετικά με το πόσο χρήσιμο ήταν το περιεχόμενο του ιστότοπου), ώστε να μην σας ζητηθεί εκ νέου Cookies τρίτων Ορισμένες από τις ιστοσελίδες μας προβάλλουν περιεχόμενο από εξωτερικούς παρόχους, π.χ. YouTube, Facebook και Twitter. Για την προβολή περιεχομένου τρίτων, πρέπει πρώτα να αποδεχθείτε τους όρους και τις προϋποθέσεις που ορίζουν οι ίδιοι. Μεταξύ αυτών συγκαταλέγεται η πολιτική τους για τα cookies, η οποία εκφεύγει του ελέγχου μας. Αν όμως δεν προβάλλετε το συγκεκριμένο περιεχόμενο, δεν τοποθετούνται cookies τρίτων στη συσκευή σας. Μπορείτε να διαχειρίζεστε/διαγράφετε cookies όποτε θέλετε. Δείτε περισσότερα εδώ: aboutcookies.org. Διαγραφή cookies από τη συσκευή σας Μπορείτε να διαγράψετε όλα τα cookies που βρίσκονται ήδη στη συσκευή σας διαγράφοντας το ιστορικό περιήγησης του προγράμματος περιήγησής σας. Με αυτόν τον τρόπο θα διαγραφούν όλα τα cookies από όλους τους ιστότοπους που επισκεφθήκατε. Να έχετε όμως υπόψη ότι ενδέχεται να χαθούν και ορισμένα αποθηκευμένα στοιχεία (π.χ. αποθηκευμένα στοιχεία σύνδεσης, προτιμήσεις ιστότοπου). Διαχείριση ειδικών ανά ιστότοπο cookies Για πιο αναλυτικό έλεγχο των ειδικών ανά ιστότοπο cookies, ελέγξτε τις ρυθμίσεις cookies και προστασίας προσωπικών δεδομένων στο προεπιλεγμένο πρόγραμμα περιήγησής σας Αποκλεισμός cookies Τα περισσότερα σύγχρονα προγράμματα περιήγησης σάς δίνουν τη δυνατότητα να τα ρυθμίζετε ώστε να μην επιτρέπεται η τοποθέτηση cookies στη συσκευή σας. Στην περίπτωση αυτή όμως, ίσως χρειάζεται να προσαρμόζετε χειροκίνητα ορισμένες προτιμήσεις κάθε φορά που επισκέπτεστε έναν ιστότοπο ή μια ιστοσελίδα. Επιπλέον, ορισμένες υπηρεσίες και λειτουργίες ενδέχεται να μην λειτουργούν καθόλου (π.χ. σύνδεση με προφίλ). Διαχείριση των cookies ανάλυσης που χρησιμοποιούμε Μπορείτε να διαχειρίζεστε τις προτιμήσεις σας όσον αφορά τα cookies μέσω της υπηρεσίας Europa Analytics στην ειδική ιστοσελίδα Europa Analytics.

Κλείσιμο