Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Схема формирования структур из шариков разных размеров. В отсутствие поля (в центре) ничего не происходит. Если магнитные моменты частиц сонаправлены, то маленькие скапливаются на полюсах, а если наоборот, то на экваторе. Желтыми стрелками указаны магнитные моменты частиц.
Рис. 2. Земля является большим магнитным диполем. Если приложить внешнее поле H (красная стрелка), то эффективное поле на экваторе будет меньше, чем на полюсах.
Рис. 3. Структуры в виде колец. Также видно, что отталкивание между крупными центральными частицами приводит к образованию гексагональной решетки. (Размер метки 5 мкм. В маленькие шарики добавлен красный флуоресцирующий компонент)
Рис. 4. Такие структуры можно построить из шариков трех видов. Флуоресцентная микроскопия, метка 20мкм.

Новый тип самосборки коллоидных частиц

Ключевые слова:  нанотехнология, самосборка

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

24 февраля 2009

Каждый нанотехнолог знает, что самосборка – это очень хорошо. Особенно интенсивно в последнее время изучается самосборка сферических коллоидных частиц. С одной стороны, маленькие шарики, плавающие в растворе, являются довольно простым объектом, с другой – посредством определенных воздействий из них можно создавать очень сложные и интересные структуры.

Исследователи из США обнаружили новый тип самосборки сферических частиц в магнитной жидкости за счет магнитостатических взаимодействий.

Суть явления состоит в следующем. Ученые использовали два типа полимерных коллоидных частиц. Первые (крупные) содержали в себе некоторое количество суперпарамагнитных включений и в магнитном поле вели себя как суперпарамагнетики (частицы Dynabeads широко применяются для разделения биологических объектов). Вторые (маленькие) подобной добавки не имели и проявляли диамагнитное поведение. Размеры частиц варьировались от 0.2 до 10 мкм. При помещении смеси таких частиц в магнитную жидкость (взвесь 10 нм частиц Fe3O4 в воде) и приложении магнитного поля частицы второго типа выстраивались в кольцо по экватору первых (рис. 1, справа).

Дело всё в том, что магнитный момент первых частиц стремится выстроиться вдоль направления внешнего поля. Вторые же представляют собой немагнитные полости в магнитной жидкости, и их эффективный магнитный момент, таким образом, направлен в другую сторону, а они сами будут стремиться оказаться в тех местах, где магнитное поле минимально, т.е. на экваторе первых (рис. 2). Соответственно, если маленькие частицы будут тоже парамагнитны, то они соберутся там, где поле максимально (рис. 1, слева).

Протекание процесса и вид формируемых структур зависят от концентраций коллоидных частиц обоих типов и наночастиц Fe3O4, от соотношения размеров частиц, а также от величины магнитного поля. Структуры образуются при достижении некоторого значения внешнего магнитного поля и распадаются при его отключении. Однако связывание частиц можно сделать необратимым, если модифицировать их поверхность химически взаимодействующими лигандами (например, стрептавидином и биотином) (рис. 3). Подобный подход позволяет создавать множество и более сложных структур (рис. 4).

Работа «Magnetic assembly of colloidal superstructures with multipole symmetry» публикована в журнале Nature.

Потрясающие видео-ролики из жизни коллоидных частиц можно посмотреть здесь.


Источник: Nature



Комментарии
Владимир Владимирович, 24 февраля 2009 14:46 
Добротность работ растёт
Трусов Л. А., 24 февраля 2009 19:32 
статья еще круче, пришлось ее значительно упростить
Помогите закачать оригинал статьи

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Соты
Соты

ВТОРАЯ МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ (MAPPIC-2020)
Открыта регистрация на вторую Московскую осеннюю международную конференцию по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2020), которая состоится 26-28 октября 2020 года в смешанном, очном и дистанционном форматах.

Онлайн-школа РНФ-2020 «Аддитивные технологии: материалы, методы и перспективы»
7 октября НИТУ «МИСиС» совместно с Российским Научным Фондом проводит онлайн-школу для молодых ученых «Аддитивные технологии будущего: материалы, методы и перспективы». Участие в работе Школы является бесплатным. Школа будет проходить в онлайн-формате на платформе Zoom. Всю информацию участники получат по электронной почте.

Российские химики создали катализатор для топливных элементов из графен-тефлонового аэрогеля
Российские химики создали катализатор для топливных элементов из графен-тефлонового аэрогеля. Пористый нанокомпозит на основе оксида графена и тефлона, способный улучшить характеристики топливных элементов, синтезировали и изучили сотрудники Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН и Института проблем химической физики РАН, Черноголовка. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Energy & Fuels.

Летние лектории для школьников
ФНМ
Сотрудники Факультета наук о материалах и химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова участвуют в лекториях двух летних школ, организованных Фондом Инфраструктурных и Образовательных Программ (группа РОСНАНО) - Нанограде и летней школе МФТИ.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.