Контактные линзы
В прошлом году корейские ученые представили прототип контактной линзы со светодиодом на основе графена. Благодаря размеру устройств, можно будет изготавливать вживляемые в глаз дисплеи. Считается, что именно такими гаджетами мы будем пользоваться после Google Glass.
"Вечные" флешки
Из графена можно создавать флеш-память, которая будет хранить информацию долгое время. Ученые показали, что обычная флешка за 10 лет теряет половину записанной информации, в то время как ее графеновый аналог - лишь 8%. Данная технология может применяться везде, где есть необходимость в договечной флеш-памяти, например, в процессорах.
Быстро заряжающиеся аккумуляторы
Помимо невероятной прочности, графен имеет и отличные проводящие свойства. Ученые предложили способ создания суперконденсатора с помощью DVD-привода. Происходит это так: оптический диск покрывается слоем оксида графита, а затем лазером пишущего DVD-привода выжигаются очертания электродов. Под действием красного лазера оксид графита превращается в графен, электропроводность которого в 6 раз выше, чем у исходного материала. Менее чем за полчаса удается получить более 100 графеновых суперконденсаторов на одном диске, каждый из которых уже можно использовать в качестве аккумулятора.
Графен восстанавливает кости
Исследователи из института медицинских наук Amrita и научно-исследовательского центра в Индии показали, что оксид графена способен восстанавливать костную ткань.
Они обнаружили, что графеновые чешуйки оксида ускоряют размножение стволовых клеток и регенерацию клеток костной ткани.
Графен впитывает радиоактивные отходы
Оксид графена быстро удаляет радиоактивные вещества из загрязненной воды, утверждают исследователи из МГУ им. Ломоносова и американского Университета Райса. Микроскопические, толщиной в атом хлопья этого материала быстро связываются с естественными и искусственными радиоизотопами и конденсируют их, превращая в твердые вещества. Сами хлопья растворимы в жидкости, и их легко производить в промышленных масштабах.
Таким образом можно очистить загрязненные участки, пострадавшие от выбросов ядерных отходов, как например на АЭС в Фукусиме. Оксид графена оказался гораздо лучше, чем бентонитовая глина и гранулированный активированный уголь, который обычно используется при ядерной очистке.
Также графеном можно очистить подземные воды, которые загрязняются при добыче нефти, газа и редкоземельных металов. И что примечательно такой метод очистки значительно дешевле традиционных.
Графен можно использовать при лечении рака
Ученые обнаружили, что наноматериал — графен может нейтрализовать раковые стволовые клетки и он не токсичен для здоровых клеток. Его можно использовать для лечения раковых заболеваний, и он имеет мало побочных эффектов, чем многие современные методы лечения.
Раковые стволовые клетки не могут самообновляться и дифференцируются в раковые клетки. Обычные методы лечения, такие как химиотерапия и радиотерапия, уничтожают большую часть раковых клеток, но не всегда убивают раковые стволовые клетки.
Остаточные раковые стволовые клетки приводят к рецидиву опухоли и метастазированию, рак распространяется на другие части тела. Метастазы вызывают 90% смертей от рака, так что любое лечение, которое сможет предотвратить метастазы, будет иметь огромное значение для выживания пациента.
Новое исследование показывает, что графен, изготовленный из чрезвычайно тонких чешуек углерода толщиной всего в один атом, может оказаться эффективным в устранении раковых стволовых клеток. Исследователи предполагают, что их выводы дают возможность использования графена с другими существующими методами лечения, которое не только уменьшает опухоль, но и предотвращает рецидивы и метастазы.
· способ лечения рака с помощью графена и лазера
Графен — восходящая звезда на небосклоне нанотехнологий. На его основе собираются делать транзисторы нового поколения, сенсоры для определения одной-единственной молекулы вещества и электроды для суперконденсаторов. А теперь выясняется, что его ждет и большое медицинское будущее. Оказалось, что, будучи введенным в кровеносную систему больных раком мышей, графен избирательно накапливается в опухолях. Если после этого использовать высокую поглощающую способность графена на ближних инфракрасных частотах и облучить опухоль лазером, то она буквально сгорит, а мышь выздоровеет. Причем, что особенно вдохновляет, исследователи не нашли у подопытных мышей никаких побочных действий такого лечения.
Идея о том, чтобы внедрить какие-нибудь наночастицы в опухоль, а потом с их помощью опухоль сжечь, посещала головы ученых уже давно. Однако ни один из испытываемых наноматериалов не был идеальным. Например, углеродные нанотрубки накапливались не только в раковой опухоли, но и в некоторых других органах мыши, и когда опухоль начинал сжигать лазер, сгорала не только она.
Графен можно назвать родственником углеродной нанотрубки: это тот же слой атомов углерода, только не свернутый в цилиндр, а плоский. Это сходство наводило на мысль, что он тоже должен неплохо аккумулироваться в раковых опухолях. И когда ученые попробовали посмотреть, как поведет себя графен в больном раком мышином организме, результаты оказались просто блестящими: по какой-то причине (может, именно из-за своей плоской структуры) графен аккумулируется опухолью гораздо лучше, а в других тканях практически не задерживается.
В экспериментах использовался графен, покрытый биосовместимой оболочкой из полиэтиленгликоля («голый» графен нестабилен в живом организме). Эксперимент состоял из нескольких стадий.
Первым делом исследователям надо было просто выяснить, что происходит с графеном после того, как он оказался внутри организма. Для этого графен пометили флуоресцентной краской Cy7, ввели в вену подопытным мышам и стали раз в несколько часов измерять его содержание в крови. Оказалось, что уже через шесть часов его уровень падает почти до нуля. Это очень и очень радовало. Теперь ученые ввели графен в кровь мышей с раковыми опухолями и стали смотреть на динамику его распределения по мышиному телу. Оказалось, что уже через 24 часа графен скапливается в районе опухоли и гораздо слабее представлен во всём остальном теле. Стоит отметить, что в почках уровень графена оставался сравнительно высоким; исследователи предположили, что некоторые частицы графена настолько малы, что могут покидать организм с мочой.
Теперь ученые решили заняться собственно лечением рака. 33 мыши получили раковую опухоль на правом плече; после этого 17-ти из них была сделана инъекция графена, а остальные остались для контроля. Через сутки после инъекции опухоли десяти инъецированных и десяти неинъецированных мышей были облучены лазером с длиной волны 808 нм, на которой графен поглощает свет особенно хорошо. Таким образом, ученые работали с одной опытной («графен + облучение») группой и тремя контрольными («только графен», «только облучение» и «ни того, ни другого»).
Опухоли опытных мышей буквально сгорели — температура на поверхности тела в месте облучения подскочила на 50° (у контрольных мышей — всего на 2°). На следующий день рак у этих мышей исчез, оставив после себя только характерный черный шрам, который заметно уменьшился спустя неделю после облучения. За все те 40 дней, что продолжалось исследование, у этих мышей не было обнаружено никаких признаков возвращения опухоли. В то же время у всех трех контрольных групп мышей рак никуда не делся, и средняя продолжительность их жизни после начала эксперимента составляла 16 дней.
Результаты были блестящими, но они бы не имели никакого смысла, если бы у метода оказались серьезные побочные действия. Однако и тут всё было безупречно: за 40 дней исследования ни одна опытная мышь не умерла, у животных не наблюдалось симптомов болезней или потери в весе; после окончания эксперимента ученые исследовали срезы внутренних органов опытных мышей и не обнаружили никаких признаков повреждений.
Конечно, пока рано говорить, что появилась волшебная палочка, которая одним мановением вылечит всех больных. Опухоли у мышей были не «родными», выросшими в их собственном организме, а трансплантантными, то есть пересаженными. Вполне возможно, что графен в них по какой-то причине накапливается лучше, чем в «родных». К тому же, мыши сами по себе гораздо чаще заболевают раком и гораздо легче выздоравливают, чем люди, и дальнейшие эксперименты на других видах животных помогут определить действенность данного метода.