Ученые исследовали свойства наноматериалов, синтезированных бактериями
Старший научный сотрудник отдела синхротронных исследований ЦКП «СКИФ» Михаил Платунов совместно с коллегами из российских научных организаций изучил атомную структуру и свойства магнитных наноматериалов, образованных бактериями, обитающими в стоках промышленных предприятий. Исследование показало, что материалы обладают уникальными магнитными свойствами и имеют высокий потенциал применения для очистки сточных вод и хвостохранилищ, а также перспективны в качестве бионаночастиц, применяемых в таргетной терапии заболеваний. Об этом сообщила пресс-служба Сибирского кольцевого источника фотонов.
В исследовании приняли участие ученые ЦКП «СКИФ», Томского государственного университета (ТГУ), НИЦ «Курчатовский институт» (Москва), Института физики СО РАН (Красноярск), Института ядерной физики СО РАН, Института химии твердого тела и механохимии СО РАН. Результаты опубликованы в международных журналах Inorganics и Environmental Science: Advances.
Специалисты исследовали наноматериалы, синтезированные штаммами анаэробных сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio sp., которые могут получать энергию в отсутствии кислорода за счет сульфатного дыхания – восстановления сульфатов до сероводорода. Некоторые штаммы Desulfovibrio sp. относятся к магнитотактическим бактериям – микроорганизмам, способным ориентироваться вдоль силовых линий магнитного поля Земли благодаря наличию магнитосом – формирующихся внутри клеток нанокристаллов железосодержащих минералов, таких как грейгит или магнетит.
В процессе жизнедеятельности эти бактерии поглощают ионы металлов из окружающей среды и формируют биоминералы как внутри, так и вокруг клеточной оболочки. Эта способность делает Desulfovibrio sp. перспективным объектом для создания биосовместимых наноматериалов, применимых в медицине, электронике и промышленности.
Такие бактерии, живущие в шламах промышленных предприятий, действуют как биосорбенты, эффективно поглощая фосфор и формируя фосфорсодержащие минералы. Это говорит о высокой эффективности использования Desulfosporosinus metallidurans в технологиях биологической очистки сточных вод и извлечения фосфора из промышленных отходов.
Исследования также показали, что биогенные материалы обладают уникальными магнитными характеристиками. В частности, незначительные изменения в локальной атомной структуре этих материалов могут влиять на такие параметры, как намагниченность насыщения и магнитная жесткость, открывая возможности для точной настройки магнитных свойств. Особенно важно это при разработке функциональных материалов для биомедицинского применения, например в таргетной доставке лекарств.
Используемый «зеленый» (биогенный) синтез наноматериалов очень перспективен, так как имеет множество преимуществ перед химическим, в том числе отсутствие токсичных химикатов, экологически чистый процесс производства стабильных наноструктур и более низкая себестоимость.
Источник: пресс-служба ЦКП «СКИФ»
Фото: ЦКП «СКИФ»