Учёные создали новые наномагниты из древних бактерий

Исследователи из Манчестера нашли экологичный способ производства крошечных магнитов для высокотехнологичных устройств, используя природные бактерии, существующие миллионы лет.

Работа команды геомикробиологов из Манчестерского университета открывает путь к созданию наномагнитов (размером в нанометры), используемых в мобильных телефонах и записывающих устройствах, без применения вредных химикатов и энергоёмких методов.

Учёные изучили железовосстанавливающие бактерии, естественным образом встречающиеся в почвах и осадках, и обнаружили, что их можно использовать для создания наночастиц оксида железа (Fe₂O₃) с магнитными свойствами, аналогичными свойствам частиц, полученных в результате сложных химических процессов.

Совместно с коллегами из Бирмингема и Кардиффа исследователи также нашли способ точного контроля над размером и магнитной силой производимых наномагнитов.

Для проверки результатов использовались высокотехнологичные ускорители частиц: Advanced Light Source в знаменитой лаборатории Беркли и британский Diamond Light Source в Оксфорде (Харвелл).

Добавление кобальта, марганца или никеля к основному железосодержащему источнику энергии, используемому бактериями, привело к производству крошечных магнитов, содержащих эти элементы. Это значительно улучшило их полезные магнитные свойства.

Помимо использования в современных устройствах, наномагниты также потенциально могут применяться в системах доставки лекарств и терапии рака для точной фокусировки и таргетирования высвобождения химических веществ в организме.

Металловосстанавливающие бактерии живут в средах с дефицитом кислорода и вступают в реакцию с окисленными металлами, производя природные магниты в грунте под нашими ногами.

Исследовательская группа разработала способ использования чистых штаммов этих бактерий — которые имеются в изобилии и быстро размножаются — для производства больших количеств наномагнитов при комнатной температуре.

Это выгодно отличается от экстремальных температур — до 1000 градусов Цельсия — необходимых для создания наномагнитов с использованием существующих методов.

Профессор Ричард Патрик, профессор наук о Земле, сказал: «Это захватывающая работа, которая открывает заманчивую перспективу биологически безопасного, энергоэффективного метода производства наномагнитов, адаптированных для различных применений».

Статья «Harnessing the extracellular bacterial production of nanoscale cobalt ferrite with exploitable magnetic properties», описывающая исследование, была недавно опубликована в журнале ACS Nano.