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

 

Наномалина
Наномалина

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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!

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!



 
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.