В настоящее время пористые пленки из анодированного оксида алюминия широко используются в качестве матриц для получения различных наноматериалов. Исследователи из Японии таким способом научились изготавливать не что иное как нанопробирки (carbon nano test tubes, CNTTs), т.е. трубки, один конец которых открыт, а другой закрыт. Таким образом, внутрь такой пробирки можно что-нибудь поместить, например, магнитные частицы. Кроме того, образующиеся пробирки хорошо диспергируются в воде, что открывает множество их возможных применений, например, в области доставки лекарств.
Синтез нанопробирок выглядит следующим образом (Рис. 1). Сначала ученые получают пористую пленку путем анодного окисления алюминия. Процесс легко контролируется, и подбор условий позволяет задать диаметр пор равным 35 нм, а длину – 1.5 мкм. Потом на стенки пор осаждается слой углерода, а внутрь электрохимически вводится сплав NiFe. Поверхность пленки протравливается кислородной плазмой для удаления углерода, не попавшего в поры. После этого оксид алюминия растворяют в щелочи, а полученные углеродные трубки обрабатывают перекисью водорода с целью окисления поверхности и придания гидрофильных свойств.
По данным просвечивающей электронной микроскопии нанопробирки имеют внешний диаметр около 35 нм, внутренний 25 нм, а внутри полости располагаются наночастицы. На внешней поверхности пробирок частиц не было обнаружено. Длина трубок составила около 1,3 мкм. По данным электронной дифракции в полостях пробирок находится NiFe, а также небольшое количество NiO.
Трубки проявляют ферромагнитное поведение. Коэрцитивная сила довольно велика и составляет более 1000 Э, что можно объяснить наличием поверхностных обменных взаимодействий между частицами ферромагнитного NiFe и антиферромагнитного NiO.
Пробирки хорошо диспергируются в воде и этиловом спирте. Если к сосуду с диспергированными пробирками поднести магнит, они начинают к нему медленно притягиваться, и в течение нескольких часов раствор обесцвечивается. После удаления магнита трубки могут быть диспергированы снова.
Диспергируемость в воде, так необходимая для доставки лекарств, падает по мере заполнения пробирок ферромагнитным сплавом. Это связано с появлением диполь-дипольных взаимодействий между ними, заставляющих трубки притягиваться и агрегироваться. Ученые установили, что для сохранения способности диспергироваться в воде необходимо делать стенки трубок толще (> 15 нм) и как можно интенсивнее проводить обработку перекисью. В этом случае даже полностью наполненные ферромагнитным материалом пробирки будут диспергироваться в воде, хотя для полезных веществ места уже не останется.
Работа «Template synthesis of water-dispersible and magnetically responsive carbon nano test tubes» была опубликована в журнале Chemical Communications.
Синтез нанопробирок выглядит следующим образом (Рис. 1). Сначала ученые получают пористую пленку путем анодного окисления алюминия. Процесс легко контролируется, и подбор условий позволяет задать диаметр пор равным 35 нм, а длину – 1.5 мкм. Потом на стенки пор осаждается слой углерода, а внутрь электрохимически вводится сплав NiFe. Поверхность пленки протравливается кислородной плазмой для удаления углерода, не попавшего в поры. После этого оксид алюминия растворяют в щелочи, а полученные углеродные трубки обрабатывают перекисью водорода с целью окисления поверхности и придания гидрофильных свойств.
По данным просвечивающей электронной микроскопии нанопробирки имеют внешний диаметр около 35 нм, внутренний 25 нм, а внутри полости располагаются наночастицы. На внешней поверхности пробирок частиц не было обнаружено. Длина трубок составила около 1,3 мкм. По данным электронной дифракции в полостях пробирок находится NiFe, а также небольшое количество NiO.
Трубки проявляют ферромагнитное поведение. Коэрцитивная сила довольно велика и составляет более 1000 Э, что можно объяснить наличием поверхностных обменных взаимодействий между частицами ферромагнитного NiFe и антиферромагнитного NiO.
Пробирки хорошо диспергируются в воде и этиловом спирте. Если к сосуду с диспергированными пробирками поднести магнит, они начинают к нему медленно притягиваться, и в течение нескольких часов раствор обесцвечивается. После удаления магнита трубки могут быть диспергированы снова.
Диспергируемость в воде, так необходимая для доставки лекарств, падает по мере заполнения пробирок ферромагнитным сплавом. Это связано с появлением диполь-дипольных взаимодействий между ними, заставляющих трубки притягиваться и агрегироваться. Ученые установили, что для сохранения способности диспергироваться в воде необходимо делать стенки трубок толще (> 15 нм) и как можно интенсивнее проводить обработку перекисью. В этом случае даже полностью наполненные ферромагнитным материалом пробирки будут диспергироваться в воде, хотя для полезных веществ места уже не останется.
Работа «Template synthesis of water-dispersible and magnetically responsive carbon nano test tubes» была опубликована в журнале Chemical Communications.
