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

 

Пушистый дрожж
Пушистый дрожж

Успехи химии - самый цитируемый российский научный журнал
Успехи химии - самый цитируемый российский научный журнал по данным Journal Citation Reports за 2018 г., импакт - фактор 4.612, пятилетний 4.263, квартиль Q1.

Содержание 4 и 5 номеров Mendeleev Communication
Вышли 4 и 5 номер журнала Mendeleev Communication, ссылки на статьи в Scientific Direct даны на сайте журнала. Журнал публикует (и достаточно быстро) короткие сфокусированные сообщения по широкой тематике, в том числе, по материалам, наноматериалам, нанохимии в сотрудничестве с компанией Elsevier.

SCAMT Workshop Week, практикум по нанотехнологиям. СПб, 20-26 Января 2020: открыт прием заявок!
SCAMT Workshop Week (SWW) - уникальный междисциплинарный химико-биологический воркшоп: за 1 неделю у вас будет возможность сделать научный проект в одной из самых современных областей нанотехнологий и освоить новые практические навыки. SWW будет проходить с 20 по 26 января 2020, прием заявок открыт.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

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.