ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Современные нанотехнологии позволяют получать различными химическими и физическими методами наночастицы разных размеров от нескольких до десятков нанометров, в которых проявляются “размерные эффекты”, резко меняющие их физические и химические свойства по сравнению с массивным состоянием вещества. Наиболее ярко эти изменения выявляются в магнитном состоянии ферро- или антиферромагнитных частиц. В этом диапазоне размеров они являются однодоменными и переходят в суперпарамагнитное состояние при достаточно низких температурах (вблизи и ниже комнатной температуры). Все это делает эти частицы очень перспективными носителями магнитной памяти при создании новых электронных устройств; а также уникальными магнитными носителями лекарств, которые необходимы для современных методов лечения тяжелых заболеваний. Однако, существует серьезная проблема: наночастицы металлов и их окислов, полученные в инертной атмосфере, попадая в реальную среду функционирования, начинают интенсивно реагировать с окружающей средой, что приводит к их окислению и агломерации. При этом изменяются и даже теряются их уникальные свойства. В настоящее время разрабатываются различные физические и химические методы, в которых осуществляются процессы одновременного формирования наночастиц и их стабилизации с помощью мицелл, эмульсий, полимеров и металлоидов. В этих методах молекулы стабилизатора взаимодействуют с поверхностью образующихся металлических наночастиц, образуя защитное покрытие, и препятствуют их окислению и агломерации. Но при этом происходит влияние стабилизатора на рост и форму наночастиц. Кроме того, происходит взаимодействие атомов образующегося защитного слоя с атомами частицы-ядра, что приводит к модификации структуры поверхностного слоя наночастицы. В результате образуется промежуточный слой (интерфейс), оказывающий влияние на физические (и в частности, на магнитные) свойства этих наночастиц. Именно рассмотрению и решению этих проблем посвящен настоящий Проект, в котором будут исследованы изменения магнитных свойств наночастиц железа и его соединений (размером порядка нескольких нанометров), стабилизированных с помощью покрытий разного состава (поверхностно-активные вещества, биополимеры, углерод) и разной толщины. Для проведения исследования необходим комплексный подход, включающий в себя следующие стадии: 1) Методами электронной микроскопии, рентгендифракционного анализа, мессбауэровской спектроскопии и термоаналитических измерений будет проведена аттестация образцов наночастиц: определены размеры, фазовое и структурное состояние ядра наночастицы, а также толщина и структура защитного покрытия. 2) Методом ИК-спектроскопии будет определена природа химического взаимодействия между атомами металлической частицы и слоем защитного покрытия, приводящего к модификации структуры поверхности наночастицы и созданию промежуточного слоя - интерфейса. 3) Проведение ряда магнитных измерений в широком интервале температур и полей позволит определить магнитные свойства исследуемых наночастиц. 5) Применение мессбауэровской спектроскопии позволит получить информацию о различиях в сверхтонких магнитных взаимодействиях для групп атомов, имеющих разное локальное окружение, т.е. расположенных в ядре и в интерфейсе. Выделенные с помощью математической обработки из экспериментальных спектров локальные магнитные характеристики и их температурные зависимости для этих групп атомов будут являться основой для объяснения специфики изменения интегральных магнитных характеристик (намагниченность насыщения, коэрцитивная сила и температура Кюри) стабилизированных наночастиц. Сравнение магнитных характеристик стабилизированных и не стабилизированных наночастиц аналогичного химического состава и размера позволит выявить типы стабилизирующих матриц для синтеза стабильных железосодержащих наночастиц с заданными размерами и магнитными свойствами.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2009 г.-31 декабря 2009 г. | Поверхностно-стабилизированные наночастицы железа и его соединений |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | Поверхностно-стабилизированные наночастицы железа и его соединений |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Поверхностно-стабилизированные наночастицы железа и его соединений |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".