Posted in | Nanomaterials

Para ilmuwan Keuntungan Baru "Core" Pemahaman Nanopartikel

Published on May 25, 2010 at 7:40 PM

Sementara berusaha memecahkan salah satu misteri tentang nanopartikel berbasis oksida besi, sebuah tim peneliti bekerja di Institut Nasional Standar dan Teknologi (NIST) tersandung pada satu lagi. Tapi begitu implikasinya dipahami, * penemuan mereka dapat memberikan nanotechnologists alat baru dan berguna.

Nanopartikel yang dimaksud adalah lingkup magnetit sangat kecil bahwa beberapa ribu dari mereka berbaris akan terbentang lebar rambut, dan mereka telah menggunakan potensi baik sebagai dasar sistem penyimpanan data yang lebih baik dan dalam aplikasi biologis seperti pengobatan hipertermia untuk kanker. Kunci untuk semua aplikasi ini adalah pemahaman penuh tentang bagaimana sejumlah besar partikel magnetis berinteraksi dengan satu sama lain melintasi jarak yang relatif besar sehingga ilmuwan dapat memanipulasi mereka dengan daya tarik.

Skema dari nanopartikel magnetit bola menunjukkan variasi tak terduga dalam momen magnetik antara interior dan eksterior partikel ketika mengalami medan magnet yang kuat. Saat inti itu (garis-garis hitam di wilayah magenta) baris dengan ladang (cahaya panah biru), sedangkan saat itu eksterior (panah hitam di wilayah hijau) bentuk pada sudut kanan untuk itu. Kredit: NIST

"Ini sudah dikenal untuk waktu yang lama bahwa sebagian besar dari magnetit memiliki 'magnet yang lebih besar moment'-menganggapnya sebagai kekuatan-magnetik dari massa setara dari nanopartikel," kata Kathryn Krycka, seorang peneliti di Pusat NIST untuk Neutron Research. "Tidak ada yang benar-benar tahu mengapa, meskipun. Kami memutuskan untuk menyelidiki partikel dengan sinar-energi neutron rendah, yang dapat memberitahu Anda banyak tentang struktur internal suatu material. "

Tim menerapkan medan magnet untuk nanocrystals terdiri dari 9 nm-lebar partikel, yang dibuat oleh kolaborator di Carnegie Mellon University. Lapangan menyebabkan partikel untuk berbaris seperti serbuk besi pada selembar kertas dipegang diatas sebuah magnet bar. Namun ketika tim itu tampak lebih dekat dengan menggunakan berkas neutron, apa yang mereka lihat menunjukkan tingkat kompleksitas pernah terlihat sebelumnya.

"Ketika lapangan diterapkan, 7 batin nm-lebar 'inti' mengarahkan dirinya sepanjang ladang utara dan kutub selatan, seperti serbuk besi besar akan," kata Krycka. "Tapi 'shell' nm 1 luar dari nanopartikel masing-masing berperilaku berbeda. Hal ini juga mengembangkan beberapa saat, namun menunjuk pada sudut kanan dengan yang inti. "

Dalam kata, aneh. Tetapi berpotensi berguna.

Kerang tidak secara fisik berbeda dengan interior, tanpa medan magnet, perbedaan hilang. Tapi begitu terbentuk, kerang partikel terdekat tampaknya memperhatikan satu sama lain: Sekelompok lokal dari mereka akan memiliki saat-saat kerang mereka semua berbaris satu cara, tetapi kemudian kerang kelompok lain akan titik di tempat lain. Temuan ini mengarah Krycka dan timnya untuk percaya bahwa ada lebih banyak yang harus dipelajari tentang peran bahwa interaksi partikel telah di penentuan internal, struktur-mungkin nanopartikel magnetik nanotechnologists sesuatu yang dapat memanfaatkan.

"Efeknya fundamental mengubah bagaimana partikel akan berbicara satu sama lain dalam pengaturan penyimpanan data," kata Krycka. "Jika kita bisa mengendalikan-dengan memvariasikan suhu mereka, misalnya, sebagai temuan kami menunjukkan kita bisa-kita mungkin mampu mengubah efek dan mematikan, yang dapat berguna dalam aplikasi dunia nyata."

Tim peneliti, yang juga termasuk para ilmuwan dari Oberlin College dan Los Alamos National Laboratory, digunakan neutron instrumentasi didukung sebagian oleh National Science Foundation (NSF). Penelitian di Carnegie Mellon dan Oberlin juga mendapat dukungan dari NSF.

* KL Krycka, RA Booth, C. Hogg, Y. Ijiri, JA Borchers, WC Chen, SM Watson, M. Laver, Gentile TR, LR Dedon, S. Harris, JJ Rhyne dan SA Majetich. Core-shell magnetik morfologi struktural nanopartikel magnetite seragam. Physical Review Letters, 104, 207203 (2010), DOI 10.1103/PhysRevLett.104.207203

Last Update: 5. October 2011 14:35

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