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

 

ДНК на графите модифицированном октадециламином
ДНК на графите модифицированном октадециламином

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.