Навигация
Научный блог
Земная жизнь могла возникнуть... на Марсе

«Витать в облаках» нас заставляет большой объём рабочей памяти

Можно ли вспомнить то, чего не было?

Политические свободы — залог экономического процветания

Мировой рынок виртуальной воды контролирует горстка стран

Чувство тревоги обостряет обоняние

Осадки на Титане редки, но обильны

Занятия физкультурой предписаны эволюцией

Когда-то нарваловые жили не только в холодных морях

Атомный БПЛА, к счастью, не полетит

Катод батареи из отходов бумажного производства

Свекольный сок снижает кровяное давление

Жизнь в одиночестве — жизнь в депрессии

Земля может нагреться быстрее, чем ожидается

Кишечные бактерии помогают против аллергии

Партнеры
Разработан новый дизайн наночастиц для биологических методов визуализации
Свет, испускаемый люминесцентными частицами, обычно обладает меньшей энергией, чем тот, который был ими абсорбирован. Однако некоторые области применения люминесцентных наночастиц, такие как визуализация (имиджинг), требуют, чтобы излучаемый свет характеризовался более высокой энергией фотонов, чем свет поглощённый. Но подобное преобразование света с повышением его частоты (ап-конверсия) наблюдается только у очень ограниченного числа материалов.

Учёные из Института материаловедения и инжиниринга A*STAR (Сингапур) задались целью расширить скудный список ап-конверсионных материалов и преуспели в этом.

Обычные ап-конверсионные частицы характеризуются равномерным распределением энергетических уровней, когда каждый последующий уровень отстоит от предыдущего на ту же самую энергетическую разницу. Равные энергетические расстояния между уровнями позволяют электрону забираться всё выше и выше много раз подряд, поглощая фотоны возбуждающего света с одной и той же энергией (цветом). Но когда затем электрон, забравшийся на самый верх импровизированной энерголестницы, ринется вниз до самого нижнего уровня, это приведёт к излучению фотона с большей энергией, чем та, которой обладали первичные фотоны возбуждения.

Известно, что допирование наночастиц редкоземельными элементами подгруппы лантана способно обеспечить формирование необходимой структуры энергетических уровней для получения ап-конверсионных частиц, находящих применение в биологической визуализации, поскольку их высокоэнергетичная эмиссия может быть легко отделена от фонового шума. Однако только три из четырнадцати лантанидов эффективны в обеспечении ап-конверсии: эрбий, тулий и гольмий. Список получился столь коротким, потому что нужно не только суметь обеспечить формирование должного распределения электронных уровней, но ещё и обладать высокой эффективностью эмиссии фотонов.

Сингапурские учёные решили эту проблему, использовав в качестве допантов сразу нескольких лантанидов для разных стадий ап-конверсионного процесса. Сенсибилизирующие элементы абсорбируют падающий свет и передают абсорбированную энергию находящимся по соседству элементам-«аккумуляторам», электроны которых взлетают по энергетической лестнице до самого верха. Запасённая в «аккумуляторе» энергия транспортируется посредством постоянных миграций до тех пор, пока не перейдёт к активатору. В итоге активатор испускает высокоэнергетичный фотон.

Распределив все четыре роли (сенсибилизатор, аккумулятор, мигратор и активатор) между различными редкоземельными элементами, исследователи смогли сильно упростить набор требований к каждому элементу в отдельности. Кроме того, удалось избежать нежелательных взаимодействий между различными элементами, разделив их пространственно внутри каждой сферической наночастицы: сенсибилизаторы и аккумуляторы были помещены в ядра, активаторы — в оболочки частиц, и только миграторы заняли места как в ядрах, так и в оболочках наночастиц.

Этот дизайн позволил учёным наблюдать ап-конверсионные эмиссионные спектры таких лантанидов, как европий, тербий, диспрозий и самарий. Недоступное ранее разнообразие радужных цветов!

Более подробно об исследовании читайте в статье, опубликованной в журнале Nature Materials (а также в материале сотрудника Мичиганского университета (США) Николая Котова, появившемся в том же издании в 2011 году).

Для печати

Навигация
Пещерные бактерии выработали устойчивость к антибиотикам

Мечты о марсианском океане могут испариться

Метеориты с Земли долетели до звезды Gliese 581

Как мозг отличает знакомое от незнакомого

Динозавры могут править каким-нибудь далёким миром

Органические фотоэлементы достигли КПД в 26 процентов

О том, как пытались измерить боль

Утконосые динозавры зимовали в Арктике

К 2030 году в мире будет 65,7 млн слабоумных

Нехватка сна провоцирует развитие диабета и ожирения

Женщины пренебрегают физкультурой

Открыт новый тип кросс-сочетания в органическом синтезе

Бабуины учатся читать

Традиционная китайская медицина опасна для здоровья?

Где растут самые высокие леса?

К нам переходят с сайтов
yandex.ru
google.ru
go.mail.ru
search.yahoo.com
livejournal.ru
directadvert.ru
online-tnt.ru
posevogorod.ru