Измеритель льда поможет добиться сверхчетких МРТ-снимков
Российские ученые из Сколковского института науки и технологий представили инновационную разработку, позволяющую в режиме реального времени наблюдать образование льда даже в непрозрачных средах. Новая технология обеспечивает визуализацию роста кристаллов и позволяет с высокой точностью фиксировать момент полного замерзания образца. Такой подход дает возможность подбирать и контролировать оптимальную скорость кристаллизации для различных химических составов — критически важный параметр при создании систем внутрителесной доставки лекарств и контрастных агентов для МРТ на основе наночастиц оксида железа.
«До сих пор точный контроль скорости кристаллизации в ходе этих процессов был затруднен из-за отсутствия подходящих методов регистрации фазового перехода прямо во время эксперимента. Наша разработка решает эту проблему. Мы можем не только зафиксировать сам момент замерзания воды, но и точно отслеживать, с какой скоростью лед растет внутри раствора с частицами», — сказал первый автор статьи, старший научный сотрудник Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Сергей Герман.
Как отмечают исследователи, ключевым элементом новой методики стал фотоакустический эффект. В ходе эксперимента на образец направляются короткие лазерные импульсы, которые поглощаются материалом. Это вызывает незначительные термоупругие деформации и, как следствие, образование ультразвуковой волны. Анализируя характеристики этой волны и задержку ее регистрации, специалисты точно определяют, где именно внутри образца происходит переход воды в твердое состояние и с какой скоростью продвигается граница кристаллизации.
Разработанная технология открывает новые возможности для оптимизации производственных процессов в биомедицине и химической промышленности. В частности, она может повысить эффективность создания сложных микро- и наноструктурированных материалов — например, носителей для доставки лекарственных веществ. Такой подход позволяет загружать в микрокапсулы больше активных компонентов, формируя частицы с предсказуемыми свойствами и минимальным числом агрегатов, что повышает их надежность и безопасность при медицинском применении.
Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:
Мороз под кожей: измеритель льда поможет добиться сверхчетких МРТ-снимков
