Свойства магнитных материалов сильно зависят от анизотропии различной природы – магнитокристаллической анизотропии, формы частиц, текстуры материала и т.п.. Поэтому получение магнитных материалов, состоящих из вытянутых стержнеподобных частиц, вызывает большой интерес исследователей. Подобные частицы интересны и тем, что благодаря достаточно большому объему они могут сохранять ферромагнитные свойства (не становиться суперпарамагнитными) при наноразмерном сечении, т.е. могут быть использованы для создания высокоплотных устройств записи информации.
Заманчивым выглядит синтез длинных волокон из магнитных металлов и ферритов, и эту задачу удалось решить ученым из Германии. Они применили метод электроспиннинга для получения длинных нановолоком из железа и кобальта.
Метод электроспиннинга, как правило, применяют для получения полимерных волокон. Он заключается в том, что капля полимерного раствора или расплава помещается в сильное электрическое поле на поверхность одного из электродов. Жидкость заряжается и выбрасывается в сторону противоположного электрода в виде тонкой струи. При этом происходит испарение растворителя, застывание полимера и формирование волокна. Для получения металлических волокон необходимо подобрать прекурсор, обладающий определенными вязкоупругими свойствами, электропроводностью и поверхностным натяжением, а также высокой концентрацией соединений металлов (например, солей).
Исследователи использовали нитраты кобальта и железа, помещенные в матрицу PVB, а в качестве растворителя взяли смесь вода/изопропиловый спирт. Полученные после электроспиннинга волокна были отожжены при 550 °С для удаления полимера.
Металлические волокна оказались очень гибкими, прочными и проявили ферромагнитные свойства. Они состоят из кристаллов размером около 150 нм. Волокна могут быть легко ориентированы в одном направлении для получения анизотропных магнитных материалов. Зависимость намагниченности образца в виде упорядоченных волокон от внешнего магнитного поля сильно зависит от направления этого поля, чего не наблюдается для массива разупорядоченных волокон.
Работа «Magnetically Anisotropic Cobalt and Iron Nanofibers via Electrospinning» была опубликована в журнале Advanced Materials.
