Posted in | Nanomaterials

Wissenschaftler Gewinnen Neues „Kern-“ Verständnis von Nanoparticles

Published on May 25, 2010 at 7:40 PM

Beim Versuch, ein Geheimnis über Eisen Oxid-basierte nanoparticles zu lösen, stolperte ein Forschungsteam, das am National Institute of Standards and Technology (NIST) arbeitet nach einem anderen. Aber, sobald seine Auswirkungen verstanden werden, gibt möglicherweise ihr discovery* nanotechnologists ein neues und nützliches Hilfsmittel.

Die nanoparticles, die vorliegend sind, sind die Kugeln des Magnetits so klein, dass einige tausend von ihnen würden ausdehnen die Breite eines Haares ausrichteten und sie Potenzialgebrauch als die Basis von besseren Datenspeicheranlagen und in den biologischen Anwendungen wie Hyperthermiebehandlung für Krebs haben. Eine Taste zu allen diesen Anwendungen ist ein volles Verständnis von, wie viele Partikel magnetisch miteinander über verhältnismäßig großen Abständen zusammenwirken, damit Wissenschaftler sie mit Magnetismus manipulieren können.

Diagramm eines kugelförmigen Magnetit Nanoparticle zeigt die unerwartete Variante im magnetischen Moment zwischen dem Partikel, der wenn es einem starken Magnetfeld Innen- und außen ist, unterworfen wird. Der Moment des Kernes (schwarze Zeilen in der magentaroten Region) richtet mit dem Bereich (hellblauer Pfeil) aus, während der Moment des Äußeren (schwarze Pfeile in der grünen Region) sich senkrecht zu ihm bildet. Kredit: NIST

„Es bekannt für eine lange Zeit, dass Menge Magnetit größeren magnetischen ` Moment' - an ihn zu denken hat, wie magnetisch, Stärke-als eine gleichwertige Masse von nanoparticles,“ sagt Kathryn Krycka, ein Forscher in der NIST-Mitte für Neutron-Forschung. „Niemand weiß wirklich warum, zwar. Wir entschieden uns, die Partikel mit Trägern von niederenergetischen Neutronen zu prüfen, die Ihnen über die interne Zelle eines Materials sehr viel erklären können.“

Das Team wendete ein Magnetfeld an den nanocrystals an, die aus 9 nm-weiten Partikeln bestanden, gemacht von den Mitarbeitern an der Carnegie Mellon-Universität. Der Bereich veranlaßte die Partikel, wie Eisenarchivierungen auf einem Blatt Papier auszurichten angehalten über einem Stabmagneten. Aber, als das Team näher unter Verwendung des Neutronenstrahls schaute, was sahen sie, deckte eine Komplexitätsstufe auf, die nie vorher gesehen wurde.

„Wenn der Bereich angewandt ist, orientiert sich der nm-weite ` innere 7 Kern' entlang den Nord und Süd-Polen des Bereichs, gerade wie große Eisenarchivierungen wurde,“ sagt Krycka. „Aber das äußere 1 nm-` Shell' jedes Nanoparticle benimmt sich anders als. Es entwickelt auch einen Moment, aber senkrecht gezeigt zu dem des Kernes.“

In einem Wort seltsam. Aber möglicherweise nützlich.

Die Shells sind nicht physikalisch unterschiedlich als der Innenraum; ohne das Magnetfeld verschwindet die Unterscheidung. Aber einmal gebildet, scheinen die Shells von nahe gelegenen Partikeln, sich zu beachten: Eine lokale Gruppe von ihnen Momente hat ihrer Shells', die alle eine Möglichkeit ausrichteten, aber andererseits zeigen die Shells einer anderen Gruppe anderswo. Dieses Finden führt Krycka und ihr Team, zu glauben, dass es über gibt die Rolle gelernt zu werden mehr, dass Partikelinteraktion auf der internen Bestimmung hat, magnetischer Nanoparticle Zelle-möglicherweise etwas nanotechnologists kann vorspannen.

„Der Effekt ändert grundlegend, wie die Partikel miteinander in einer Datenspeichereinstellung sprechen würden,“ Krycka sagt. „Wenn wir es-durch den Unterschied ihrer Temperatur steuern können zum Beispiel da unsere Ergebnisse uns vorschlagen, wären möglicherweise können-wir in der Lage, den Effekt ein und abzustellen, der in den realistischen Anwendungen nützlich sein könnte.“

Das Forschungsteam, das auch Wissenschaftler von Oberlin-College und von Los Alamos Nationalem Laboratorium enthielt, verwendete die Neutroninstrumentierung, die im Teil durch die National Science Foundation unterstützt wurde (NSF). Forschung am Carnegie Mellon und Oberlin empfingen auch Halterung von NSF.

* K.L. Krycka, R.A. Booth, C. Hogg, Y. Ijiri, J.A. Borchers, W.C. Chen, S.M. Watson, M. Laver, T.R. Gentile, L.R. Dedon, S. Harris, J.J. Rhyne und S.A. Majetich. Kern-Shell magnetische Morphologie von strukturell einheitlichen Magnetit nanoparticles. Körperliche Zusammenfassungs-Schreiben, 104, 207203 (2010), DOI 10.1103/PhysRevLett.104.207203

Last Update: 11. January 2012 20:39

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit