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Gli Scienziati Guadagnano la Nuova Comprensione “di Memoria„ delle Nanoparticelle

Published on May 25, 2010 at 7:40 PM

Mentre tentava di risolvere un mistero circa alle le nanoparticelle basate a ossido del ferro, un gruppo di ricerca che lavora al National Institute of Standards and Technology (NIST) ha inciampato sopra altro. Ma una volta che le sue implicazioni sono capite, il loro discovery* può dare a nanotechnologists un nuovo e strumento utile.

Le nanoparticelle in questione sono sfere di magnetite così minuscole che alcuni migliaia di loro hanno allineato allungherebbero la larghezza dei capelli ed hanno usi di potenziale sia come la base di migliori sistemi di archiviazione di dati che nelle applicazioni biologiche quale il trattamento dell'ipertemia per cancro. Un tasto a tutte queste applicazioni è una comprensione completa di come le tantissime particelle interagiscono magneticamente tra loro attraverso le distanze relativamente grandi in moda da potere manipolarli gli scienziati con magnetismo.

Il Disegno Schematico di una nanoparticella sferica della magnetite mostra la variazione inattesa nel momento magnetico fra la particella interna ed esteriore una volta sottoposto ad un forte campo magnetico. Il momento della memoria (righe nere nella regione magenta) allinea con il campo (freccia blu-chiaro), mentre il momento dell'esterno (frecce nere nella regione verde) si forma perpendicolarmente a. Credito: NIST

“È stato conosciuto a lungo che un grosso pezzo di magnetite ha maggior momento magnetico del `' - per pensare come magnetico concentrazione-che la massa equivalente delle nanoparticelle,„ dice Kathryn Krycka, un ricercatore al Centro del NIST per la Ricerca del Neutrone. “Nessuno realmente sa perché, comunque. Abbiamo deciso di sondare le particelle con i raggi dei neutroni a bassa energia, che possono dirvi molto circa la struttura interna di un materiale.„

Il gruppo ha applicato un campo magnetico ai nanocrystals composti di 9 particelle nanometro di ampiezza, fatto dai collaboratori alla Carnegie Mellon University. Il campo ha indotto le particelle ad allineare come gli archivari del ferro su pezzo di carta tenuto sopra un magnete a barra. Ma quando il gruppo ha guardato più vicino facendo uso del raggio di neutrone, che cosa hanno veduto ha rivelato un livello di complessità non veduto mai prima.

“Quando il campo è applicato, la memoria nanometro di ampiezza del ` 7 interni' si orienta lungo i poli Nord di nord e sud del campo, appena come i grandi archivari del ferro,„ Krycka dice. “Ma il 1 shell esterno del ` di nanometro' di ogni nanoparticella si comporta diversamente. Egualmente sviluppa un momento, ma indicato perpendicolarmente a quello della memoria.„

In una parola, bizzarra. Ma potenzialmente utile.

Gli shell non sono fisicamente differenti che gli interni; senza il campo magnetico, la distinzione sparisce. Ma formato una volta, gli shell delle particelle vicine sembrano fare attenzione ad uno un altro: Un gruppo locale di loro avrà momenti che dei loro shell tutti hanno allineato un modo, ma d'altra parte gli shell di un altro gruppo indicheranno altrove. Questa individuazione piombo Krycka ed il suo gruppo per credere che ci siano più da imparare circa il ruolo che l'interazione della particella abbia sulla determinazione interna, nanoparticella magnetica struttura-forse qualcosa nanotechnologists può sfruttare.

“L'effetto cambia fondamentalmente come le particelle parlerebbero l'un l'altro in un'impostazione di archiviazione di dati,„ Krycka dice. “Se possiamo gestire -dalla variazione della loro temperatura, per esempio, poichè i nostri risultati ci suggeriscono potere-potremmo potere girare l'effetto in funzione e a riposo, in grado di essere utile nelle applicazioni nell'ambiente.„

Il gruppo di ricerca, che egualmente ha incluso gli scienziati dall'Istituto Universitario di Oberlin e dal Laboratorio Nazionale di Los Alamos, ha utilizzato la strumentazione del neutrone di supporto nella parte dal National Science Foundation (NSF). La Ricerca al Carnegie Mellon e Oberlin egualmente hanno ricevuto il supporto dal 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 e S.A. Majetich. morfologia magnetica dello Memoria-Shell delle nanoparticelle strutturalmente costanti della magnetite. Lettere Fisiche di Rassegna, 104, 207203 (2010), DOI 10.1103/PhysRevLett.104.207203

Last Update: 11. January 2012 20:41

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