Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Полимерные (композитные) микросферы с магнитным "наполнителем".
Механизм процесса.

Infox: Химики заставили полимер быстро менять цвет в магнитном поле

Ключевые слова:  магнитохромный материал, периодика

Автор(ы): Ася Парфенова (Infox)

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

21 сентября 2009

Команда исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде в сотрудничестве с инженерами из Сеульского национального университетасинтезировала новый материал: полимер, который меняет цвет, когда меняется направление внешнего магнитного поля. Созданный ими магнитохром состоит из крошечных полимерных шариков, которые содержат ориентированные магнитные наночастицы. Они поворачиваются в пространстве вслед за магнитным полем, меняя отражательную способность всего материала, а значит, и его цвет.

Магнитохром или магнитохромный материал (образовано от слова греческого происхождения magnetis и chroma («краска»). Материал, изменяющий цвет при воздействии магнитного поля.

«Наш подход, в отличие от многих традиционных подходов, обеспечивает мгновенное изменение цвета без изменения структуры и свойств самих микросфер. Магнитное поле воздействует на материал извне», — рассказал Ядон Йинь (Yadong Yin), доцент химического факультета Калифорнийского университета в Риверсайде, который руководил исследованием. «Наше исследование предлагает совершенно новый механизм вызова изменения цвета в материале. Теперь впервые есть возможность получать стабильный фотонный материал в больших масштабах».

От капелек к шарикам

Синтез материала осуществляется в несколько ступеней. Тем не менее, он довольно прост и легко масштабируем. Сначала ученые готовят суспензию, состоящую из наночастиц парамагнитного оксида железа, жидкого диакрилата полиэтиленгликоля и фотоинициатора — диметоксифенилаетофенона. Последний компонент обеспечивает полимеризацию и затвердевание материла при облучении его ультрафиолетовым светом. Но сначала жидкий магнито-полимерный композит смешивают с минеральным маслом. В масляной среде образуется суспензия, полимер приобретает форму правильных микросфер. Затем на суспензию воздействуют магнитным полем – чтобы частички оксида железа ориентировались вдоль этого поля и образовали упорядоченную периодическую структуру. Финальный этап – облучение ультрафиолетом: капельки затвердевают, и упорядоченная магнитная структура в них стабилизируется.

Йинь называет окраску материала «структурным цветом», потому что он вызывается интерференционными эффектами, а не пигментами, как, например, у полимера, меняющего окраску при механическом напряжении. Такой же механизм – отражения света определенной длины волны от специфически упорядоченных структур – используют некоторые ярко окрашенные птицы для своих перьев, бабочки и жуки для своих крыльев. Именно благодаря внутренней микроструктуре природные и синтетические опалы имеют свою уникальную окраску.

Стабильность и скорость

«Традиционный метод производства материалов с изменяемыми «структурными цветами» основывается на изменении периода структур или коэффициента преломления материала, — рассказывает калифорнийский химик. — Таких изменений трудно добиться или они задействуют очень медленные процессы». Подобный механизм используется в материалах на основе цветных жидких кристаллов. Хотя Ядон Йинь, вероятно, еще не знает, что российским химикам удалось решить проблему скорости переключения света для жидких кристаллов своим собственным изящным способом.

Впрочем, заслуг международной американско-корейской команды этот факт не отменяет. Кроме бесконтактного контроля и немедленного действия, которые обеспечивает магнитное поле, их материал имеет и другое преимущество, обеспечиваемое его простой структурой – это возможность немедленной интеграции технологии в производство электронных устройств, которые уже присутствуют на рынке, например, карманные книги на основе технологии «электронной бумаги».

Шарики остаются стабильными в любом «растворителе», то есть жидкой среде, обеспечивающей им возможность двигаться. Это может быть вода, минеральное или силиконовое масло, спирт, любые органические растворители и даже растворы полимеров. Последний факт позволил исследователям создать первую дисплейную ячейку. Шарики поместили в матрицу раствора полимера, который жидкий, когда горячий, и затвердевает при охлаждении. Соответственно, когда суспензии теплая, из шариков можно сформировать нужную структуру, которая будет стабильна при охлаждении. Так ученые предлагают создавать крупные вывески и электронные плакаты для наружной рекламы, которые будут энергосберегающими и обновляемыми.

Сейчас группа планирует вплотную заняться внедрением своего материала в производства и разработкой магнитных сенсоров на его основе. Подробнее с результатами их работы можно ознакомиться в статье, опубликованной в Journal of American Chemical Society.


В статье использованы материалы: Infox


Средний балл: 9.3 (голосов 4)

 


Комментарии
Федосеев Андрей Николаевич, 28 сентября 2009 13:17 
хорошая публикация
А что...? Оксид железа под действием магнита не изменяет свойств готового материала - ведь он полимер? Что же там происходит?

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

 

Космический корабль
Космический корабль

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 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/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

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.