Ученые Балтийского федерального университета (БФУ) имени Канта разработали математический алгоритм, позволяющий точно рассчитывать оптические свойства наночастиц серебра. Эта технология может быть использована для создания систем ранней диагностики различных заболеваний.
Как сообщили в пресс-службе Минобрнауки России, с помощью этого алгоритма создаются цифровые двойники наночастиц, которые показывают, как реальные образцы будут взаимодействовать со светом. Ранее для получения таких данных требовался дорогостоящий и трудоемкий лабораторный синтез. Новая разработка найдет применение при создании высокочувствительных оптических сенсоров, в том числе для терапевтического мониторинга лекарственных препаратов в биологических жидкостях человека.
Наночастицы серебра уже применяются в медицине благодаря своим антимикробным свойствам, например, при лечении инфекций и в покрытиях для имплантатов. Однако для каждой конкретной задачи необходимы частицы с индивидуальными характеристиками — определенной формы, размера и способностью взаимодействовать со светом. Ранее подбор таких характеристик осуществлялся экспериментально, что было затратным и долгим процессом.
По словам заведующего лабораторией математического моделирования оптических свойств наноматериалов БФУ Андрея Зюбина, предложенный алгоритм значительно упрощает проектирование наноматериалов для биофизических задач. Теперь для получения частицы с нужными свойствами не нужно синтезировать десятки образцов. Это не только экономит время и ресурсы, но и открывает возможности для создания сложных наноустройств, разработка которых ранее была практически невозможна.
Результаты исследования, проведенного при поддержке математического центра имени Ковалевской, уже опубликованы в научном журнале Optical and Quantum Electronics. Это делает новую технологию доступной для научного сообщества по всему миру.