Чешский наномагнит – меньше малого, но сильнее сильного

20-09-2016

Светопроницаемый, обладающий большей электропроводностью, чем медь и крепче стали – таковы свойства нового металлического магнита, полученного чешскими учеными из Университета имени Ф. Палацкого в городе Оломоуц и являющегося самым миниатюрным в мире. О достижении, имеющем самые широкие возможности применения, свету уже поведал научный журнал Nature Communications. В лабораториях университета разработчики уже доказали возможность использования нового наномагнитного материала в медицинской диагностике. Самые маленькие магниты помогут также при очистке воды, в создании новых видов электроники, магнитооптических и магнитоэлектронных приложений.

Новые миниатюрные магниты, Фото: ЧТНовые миниатюрные магниты, Фото: ЧТ Новый магнитный материал удалось создать, соединив наночастицы железа, никеля или кобальта с химически модифицированным графеном - двумерной аллотропной модификацией углерода, образованной слоем атомов углерода толщиной в один атом.

«Такие металлические магниты имеют размеры от 3 до 5 нанометров. Возможность их получения научным сообществом была предсказана, но реализовать идею до сих пор еще никому не удавалось. Наночастицы такого рода на воздухе неустойчивы, они просто сгорают. Суть нашей работы заключается в том, что мы смогли воспользоваться материалом, отмеченным в 2010 году Нобелевской премией – графеном, и навязать на него наши маленькие магниты», - комментирует Радек Зборжил, руководитель группы, реализующей в Университете имени Палацкого в городе Оломоуц уникальный проект.

Размеры новых наномагнитов в тысячу раз меньше, чем толщина человеческого волоса.

Радек Зборжил, Фото: Архив RCPTMРадек Зборжил, Фото: Архив RCPTM - «Графен уже сегодня находит применение в ряде технологических разработок. Если же ему еще придать и химическое качество, то он сможет работать в качестве «капкана» для ультрамалых магнитов».

Разработка наномагнитов на базе графена в сотрудничестве с учеными химическо-технологического института продолжалась два года.

- «В результате метод синтеза весьма прост. Его суть заключается в получении необходимого магнита в водородной атмосфере. Следствием этого является материал с весьма интересной перспективой применения, который можно получать в довольно большом количестве. Для других технологий, построенных на базе достаточно дорогостоящего графена, такое обычно проблематично».

Новые металлические наномагниты, как было учеными доказано на практике, в ощутимо большей степени, чем ранее использовавшиеся, реагируют на внешнее магнитное поле. Данное качество позволяет их использовать в магнитно-резонансной диагностике.

«Данные частицы отличаются так называемым суперпарамагнетизмом, что позволяет создавать контрастные вещества с более хорошими параметрами. Мы это доказали и на мышах, а ныне ведем доработку материала.

Иллюстративное фото: ЧТИллюстративное фото: ЧТ То, что нам удалось в графеновые листы внедрить ультрамалые магниты, позволяет манипулировать с графеном при помощи внешнего магнитного поля. Его можно держать под контролем и транспортировать туда, куда необходимо.

В качестве сферы использования напрашивается электроника. Можно также найти применение при осуществлении разных процессов магнитного сепарирования, например, в биохимической или пищевой промышленности. Возможно, например, сепарировать и транспортировать под воздействием магнитного поля протеины или ДНК. В перспективе открываются возможности использования графеновых наномагнитов для целенаправленной доставки лекарства в организме. Наш материал имеет огромную поверхность, на которую можно навязать разные биомолекулы», - подчеркивает Радек Зборжил, руководитель группы разработчиков, синтезировавших и ныне совершенствующих уникальные наномагниты.

На счету ученых из Университета имени Палацкого в городе Оломоуц также и создание самого тонкого в мире изолирующего материала.

20-09-2016