Магнитные биоматериалы для медицины и очистки сточных вод нашли ученые РФ

"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. "Зеленый" (биогенный) синтез наноматериалов имеет множество преимуществ перед химическим, включая отсутствие токсичных химикатов, экологически чистый процесс производства стабильных наноструктур и более низкую стоимость", - говорится в сообщении.

В исследовании приняли участие ученые ЦКП "СКИФ", Томского государственного университета (ТГУ), Курчатовского института (Москва), Института физики СО РАН (Красноярск), новосибирских Института ядерной физики СО РАН, Института химии твердого тела и механохимии СО РАН.

Ученые установили, что некоторые штаммы бактерий Desulfovibrio sp., способных получать энергию в отсутствии кислорода за счет так называемого сульфатного дыхания (восстановления сульфатов до сероводорода), относятся к магнитотактическим бактериям - микроорганизмам, способным ориентироваться вдоль силовых линий магнитного поля Земли.

Штамм Desulfosporosinus sp. OL был выделен учеными Томского государственного университета из хвостохранилища Комсомольского золоторудного месторождения в Кемеровской области.

Полученные бактерии синтезировали нанокристаллы, которые были переданы для анализа в отдел синхротронных исследований ЦКП "СКИФ", и в результате исследований на источниках синхротронного излучения в ИЯФ СО РАН м Курчатовском институте было установлено, что данный штамм образует наночастицы железосодержащих минералов с выраженными магнитными свойствами, включая грейгит, ферригидрит, виванит и сидерит.

"Эти бактерии, живущие в шламах промышленных предприятий, действуют как биосорбенты, эффективно поглощая фосфор и формируя фосфорсодержащие минералы (...) магнитные свойства синтезированных частиц позволяют не только эффективно отделять фосфорсодержащие соединения, но и восстанавливать фосфор с последующим использованием в производстве сырья для фосфорных удобрений, компонентов для литиевых батарей и в катализе", - говорится в сообщении.

Другой штамм, Desulfovibrio sp. A2, также был выделен учеными Томского государственного университета в рамках изучения биомеханизмов синтеза наноматериалов.

Ученые выяснили, что наноструктуры, сформированные этими бактериями, представляют собой смесь железосодержащего минерала вивианита, кристаллических фаз серы и наночастиц ферригидрита.

"Незначительные изменения в локальной атомной структуре этих материалов могут значительно влиять на такие параметры, как намагниченность насыщения и магнитная жесткость, открывая возможности для точной настройки магнитных свойств. Это может быть особенно важно при разработке функциональных материалов для биомедицинского применения, например в таргетной доставке лекарств или гипертермической терапии опухолей", - говорится в сообщении.