Нанокристали оксиду цирю

Вступ

• Вебінар кафедри фізики кристалів.
• Спікер: Семенько Владислав Вікторович.
• Тема доповіді: структура, оптичні властивості та біологічні застосування нанокристалів оксиду цирю.

Основні поняття

• Нанокристали оксиду цирю (CeO2) мають унікальні біологічні властивості.
• Дослідження 2005 року показали:
  • Час життя нейронів у клітинних культурах з нанокристалами значно подовжується (до 100 днів).
  • Нанокристали накопичуються у здорових клітинах, захищаючи їх від активних форм кисню.

Активні форми кисню

• Негативний вплив на живі клітини при надмірній кількості активних форм кисню.
• Клітини використовують ферменти (супероксиддисмутаза, каталаза) та антиоксиданти (аскорбінова кислота) для контролю.
• Оксид цирю також виступає як самовідновлювальний антиоксидант, має ензимоподібну активність.

Фізичні властивості

• Дефектна структура та електронні властивості оксидоцирію.
  • Зменшення розміру нанокристалів веде до зростання параметру кристалічної гратки.
  • Відновлення іонів з серії 4+ до 3+ у нанокристалах.

Спектри люмінесценції

• Залежність спектра люмінесценції від обробки та температури.
• Виявлено смуги на 620 нм та 390 нм у залежності від середовища обробки.

Механізми взаємодії

• Нанокристали здатні нейтралізувати активні форми кисню.
• Спостереження за зниженням інтенсивності серії 3+ люмінесценції при додаванні активних форм кисню.
• Процеси нейтралізації та відновлення початкового стану.

Дослідження динаміки

• Різні активні форми кисню: перекис водню, гідроксид радикали, супероксид аніони.
• Кінетика розкладання активних форм кисню.
• Осциляції валентності у нанокристалах.

Потенційні застосування

• Використання нанокристалів як антиоксидантів.
• Можливість використання у радіотерапії.
• Сенсори для визначення концентрації активних форм кисню у водних розчинах.

Висновки

• Нанокристали оксиду цирю мають великий потенціал у медичних та наукових застосуваннях.
• Потребують подальших досліджень для оптимізації використання в живих клітинах.