Importa la forma en el caso de las nanopartículas de cobalto

Published on June 16, 2009 at 7:48 PM

Forma se está convirtiendo en una característica especialmente importante de algunos de importancia comercial nanopartículas, pero de manera sutil. * Los estudios nuevos por científicos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) muestran que al cambiar la forma de las nanopartículas de cobalto esférico a cúbico puede cambiar fundamentalmente su comportamiento.

Estos cubos de cobalto (izquierda / arriba), de unos 50 nanómetros de ancho, los científicos están demostrando que, a escala nanométrica, un cambio en la forma de un cambio en la propiedad. A diferencia de pequeñas nanopartículas de cobalto esférico, nanocubos derretir y fundir (derecha / abajo) con ayuda de un microscopio electrónico de transmisión y que cuentan con diferentes características magnéticas de las nanoesferas así. Crédito: NIST

Basándose en un trabajo anterior ** que examinaron las propiedades de cobalto formados en esferas tan sólo unos pocos nanómetros de diámetro, el nuevo trabajo explora lo que sucede cuando el cobalto se sintetiza en cambio, como nanocubos. Las nanopartículas de cobalto poseen grandes momentos-a magnética medida de las propiedades magnéticas de fuerza y ​​único catalizador, y tienen aplicaciones potenciales en el almacenamiento de información, la energía y la medicina.

Una diferencia notable es el comportamiento de los dos diferentes tipos de partículas, cuando los campos magnéticos externos se aplican y luego se retira. En ausencia de un campo magnético, tanto las nanopartículas esféricas y cúbicas forman espontáneamente cadenas de cola como una serie de imanes microscópicos. Entonces, cuando se coloca en un campo magnético externo, las cadenas individuales agrupar en líneas paralelas para formar gruesas columnas alineadas con el campo. Estas columnas inducida, dice el físico del NIST Angela Hight Walker, implica que los campos magnéticos externos tienen un fuerte impacto en el comportamiento magnético de las dos formas de nanopartículas.

Sin embargo, sus interacciones grupales son algo diferentes. A medida que la fuerza del campo externo se reduce gradualmente a cero, la magnetización de las nanopartículas esféricas en las columnas también disminuye gradualmente. Por otro lado, la magnetización de las partículas cúbicos en las columnas se reduce de una manera mucho más lenta hasta que las partículas reorganizar sus momentos magnéticos de cadenas lineales en pequeños grupos de circular, lo que resulta en un descenso súbito de su magnetización.

El equipo también demostró que los cubos se puede modificar simplemente observando con un microscopio de nanotecnología de la opción. Después de la exposición a pocos minutos a la viga de iluminación de un microscopio electrónico de transmisión, el nanocubos se funden, formando "nanocables", que ya no son separables, como las nanopartículas individuales. El efecto, no se observa con las esferas, es sorprendente, ya que los cubos de un promedio de 50 nm de diámetro, mucho más grandes que los diámetros de las esferas "de 10 nm. "Se podría esperar que los objetos más pequeños para tener un punto de fusión más bajo," Hight, dice Walker. "Sin embargo, los bordes afilados y las esquinas de la nanocubos podría ser la ubicación para iniciar la fusión."

Mientras Walker dice que el efecto de fusión podría ser un método potencial para la fabricación de nanoestructuras, que también exige una mayor atención. "Este efecto recién descubierto demuestra la necesidad de caracterizar las propiedades físico-químicas de las nanopartículas extremadamente bien con el fin de perseguir sus aplicaciones en biología y medicina", dice.

* G. Cheng, RD Shull y AR Hight Walker. Cadenas bipolar formado por síntesis química nanocubos cobalto. Diario de Materiales Magnéticos y Magnetismo, 11 de mayo de 2009, vol. 321, número 10, pp 1351-1355.

** G. Cheng, D. Romero, GT Fraser y AR Hight Walker. Del campo magnético inducido por las asambleas de las nanopartículas de cobalto. Langmuir, diciembre de 2005. Ver 20 de octubre 2007, artículo Tecnología Beat, "nanopartículas magnéticas ensambladas en largas cadenas".

Last Update: 21. October 2011 22:43

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