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Los Científicos Ganan la Nueva Comprensión de la “Base” de Nanoparticles

Published on May 25, 2010 at 7:40 PM

Mientras Que la tentativa resolver un misterio sobre el hierro óxido-basó nanoparticles, un equipo de investigación que trabajaba en el National Institute of Standards and Technology (NIST) tropezó sobre otro. Pero una vez que se entienden sus implicaciones, su discovery* puede dar a nanotechnologists una herramienta nueva y útil.

Los nanoparticles en la pregunta son esferas de la magnetita tan minúsculas que unos miles de ellos se alinearon estirarían el ancho de un pelo, y tienen aplicaciones del potencial como la base de mejores sistemas del almacenamiento de datos y en aplicaciones biológicas tales como tratamiento de la hipertermia para el cáncer. Un clave a todas estas aplicaciones es una comprensión completa de cómo un gran número de las partículas obran recíprocamente magnético el uno con el otro a través de distancias relativamente grandes de modo que los científicos puedan manipularlas con magnetismo.

El Diagrama Esquemático de un nanoparticle esférico de la magnetita muestra la variación inesperada en el momento magnético entre la partícula interior y exterior cuando está sujetado a un campo. El momento de la base (líneas negras en la región magenta) se alinea con el campo (flecha azul clara), mientras que el momento del exterior (flechas negras en la región verde) forma perpendicularmente a él. Haber: NIST

“Se ha sabido durante mucho tiempo que un gran pedazo de magnetita tiene mayor momento magnético del `' - para pensar en ella como magnético fuerza-que una masa equivalente de nanoparticles,” dice a Kathryn Krycka, investigador en el Centro del NIST para la Investigación del Neutrón. “Nadie sabe realmente porqué, aunque. Decidíamos sondar las partículas con los haces de los neutrones de poca energía, que pueden informarle mucho sobre la estructura interna de un material.”

Las personas aplicaron un campo magnético a los nanocrystals integrados por 9 partículas nanómetro-anchas, hecho por los colaboradores en la Universidad del Carnegie Mellon. El campo hizo las partículas alinearse como clasificaciones del hierro en un trozo de papel llevado a cabo encima de un imán de barra. Pero cuando las personas observaban más cerca usando el haz de neutrón, qué vieron reveló un nivel de complejidad nunca visto antes.

“Cuando el campo es aplicado, la base nanómetro-ancha del ` 7 internos' se orienta a lo largo de los polos del norte y sur del campo, apenas como clasificaciones grandes del hierro,” Krycka dice. “Solamente el 1 shell exterior del ` del nanómetro' de cada nanoparticle se comporta diferentemente. También desarrolla un momento, pero apuntado perpendicularmente al de la base.”

En una palabra, extraña. Pero potencialmente útil.

Los shelles no son físicamente diferentes que los interiores; sin el campo magnético, la distinción desaparece. Pero formado una vez, los shelles de partículas próximas parecen prestar atención a uno otro: Un grupo local de ellos tendrá momentos de sus shelles los' que todo se alineó una manera, pero por otra parte los shelles de otro grupo apuntarán a otra parte. El Este encontrar lleva Krycka y sus personas para creer que hay más que se aprenderán sobre el papel que la acción recíproca de la partícula tiene en la determinación interna, nanoparticle magnético estructura-quizás algo los nanotechnologists pueden aprovechar.

“El efecto cambia fundamental cómo las partículas hablarían el uno al otro en una configuración del almacenamiento de datos,” a Krycka dice. “Si podemos controlar él-por la variación de su temperatura, por ejemplo, pues nuestras conclusión nos sugieren poder-puede ser que poder girar el efecto por intervalos, que podría ser útil en aplicaciones del mundo real.”

El equipo de investigación, que también incluyó a científicos de la Universidad de Oberlin y del Laboratorio Nacional de Los Alamos, utilizó la instrumentación del neutrón utilizada en parte por el National Science Foundation (NSF). La Investigación en el Carnegie Mellon y Oberlin también recibieron el soporte del 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 y S.A. Majetich. morfología magnética del Memoria-Shell de los nanoparticles estructural uniformes de la magnetita. Cartas Físicas de la Revista, 104, 207203 (2010), DOI 10.1103/PhysRevLett.104.207203

Last Update: 11. January 2012 20:55

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