Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

МАГНИ́ТНЫЕ НАНОЧАСТИ́ЦЫ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    Электронная версия

    2015 год

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: В. И. Зверев, А. М. Тишин

МАГНИ́ТНЫЕ НАНОЧАСТИ́ЦЫ, объекты с характерными линейными размерами 1–100 нм, обладающие ярко выраженными магнитными свойствами. Как правило, М. н. состоят из Fe, Co, Ni, а также др. переходных или редкоземельных металлов, их соединений и сплавов. Установлено, что частицы таких размеров могут проявлять магнитные свойства, даже если их материал в объёмном состоянии магнитными свойствами не обладает и является, например, сегнетоэлектриком. Структуры на основе М. н. могут достигать размеров 50–500 нм и более. В природе М. н. существуют в виде включений в различных минералах и организмах (в бактериях, моллюсках, млекопитающих). Так, некоторые бактерии содержат цепочки из частиц Fe2O3 размером до 100 нм и используют их для ориентации в пространстве.

Отношение площади поверхности к объёму у М. н. велико, и доля активных атомов (расположенных на поверхности и отличающихся симметрией от остальных атомов объёма) может достигать 87%. Влияние поверхностных эффектов на свойства объёмного материала, как правило, существенно лишь для частиц с диаметром менее нескольких десятков нанометров (в макроскопических частицах доля атомов, расположенных на поверхности, исчезающе мала). Т. о., М. н. обладают уникальными магнитными свойствами, которые принципиально недостижимы в более крупных объектах. В большинстве случаев М. н. могут проявлять различные магнитные свойства даже в пределах одной наночастицы: например, основной объём и оболочка частицы могут иметь разное магнитное упорядочение.

Физические и химические свойства М. н. существенно зависят от метода их синтеза и химической структуры. Разработаны химические методы получения М. н., методы напыления (конденсации), методы сборки атомов с помощью туннельных и атомных силовых микроскопов, получение нанопроволок и сложных поверхностных наноструктур с помощью технологий микроэлектроники. М. н. в чистом виде (кроме частиц оксидов) крайне химически активны и быстро окисляются на воздухе. Поэтому М. н. включают в нанокомпозитные материалы, в которых они располагаются в различных матрицах (неорганических, полимерных и др.), предохраняющих М. н. от окисления.

М. н. (как правило, размером ок. 10 нм) являются важнейшим компонентом магнитных жидкостей. М. н. применяют при создании нанокомпозитных катализаторов, систем хранения данных, в магниторезонансной томографии, для экологической реабилитация мест разливов нефтепродуктов и т. д. На основе М. н. разрабатываются уникальные методы магнитной гипертермии и управляемой магнитным полем локальной доставки лекарств, гормонов и т. п. в требуемое место в необходимом объёме.

Лит.: Гусейн-заде Н. Г., Звездин К. А., Пятаков А. П., Хвальковский А. В. Введение в физику наноструктур. М., 2005; Тишин А. М., Спичкин Ю. И. Наноразмерный магнетизм. Ч. 1. М., 2012.

Вернуться к началу