На Урале ускорили разработку магнитных наночастиц для функциональных материалов
Научная группа Уральского федерального университета разработала цифровой двойник для моделирования свойств наночастиц. Новая модель поможет быстрее и эффективнее создавать магнитные наночастицы для различных назначений и в перспективе получать новые настраиваемые функциональные материалы. Описание модели исследователи опубликовали в журнале Physics of Metals and Metallography. Работу поддержало Минобрнауки России (госзадание FEUZ-2026-0016).
Наночастицы, которые ученые УрФУ создают со специалистами лаборатории импульсных процессов Института электрофизики УрО РАН, являются недорогой и перспективной основой для многих прикладных применений. К примеру, для создания контрастных агентов в МРТ, для лечения онкологии (гипертермия, магнитное биодетектирование, адресная доставка лекарств), в качестве наполнителей для полимерных композитов (гели для имплантации), для создания материалов для электромагнитной защиты и сенсорных приложений. Создаваемые с такими частицами наполненные полимерные магнитные композиты можно улучшать, влияя на свойства наночастиц, что позволяет создавать новые материалы для имплантов, новые конструкционные материалы для автомобилестроения, летательных аппаратов, экраны для защиты от электромагнитных шумов в клиниках и других приложений.
«Наночастицы получаются электрофизическими методами — электрическим взрывом проволоки, лазерным испарением мишени, методом искрового разряда. Первые два метода уникальны тем, что с их помощью можно получить большие партии наночастиц — до 400 и 100 граммов соответственно. Всего в мире этими методами пока получают только 8% всех наночастиц; 90% приходится на химические и 2% на биологические методы», — поясняет профессор-исследователь кафедры магнетизма и магнитных наноматериалов УрФУ Галина Курляндская.
На сегодня не существует методов, которыми можно было бы создавать идеальную партию наночастиц: одинаковой формы, размера. Но к этому стремятся разработчики во всем мире, так как для приложений объем партии (количество материала, синтезированного за один раз) и однородность наночастиц имеют критически важное значение. К примеру, для разработки лекарств разрешено работать только с материалом одной партии, чтобы наночастицы как можно меньше отличались друг от друга по физико-химическим свойствам. И, как планируют уральские ученые, модель поможет им продвинуться в создании насколько возможно идеальных партий.