8 800 775 58 64

+7 (4822) 777-604
e-mail
EN 
Российские учёные поставили рекорд в лазерном синтезе магнитных частиц
  • 27.01.2012
    Российские учёные синтезировали магнитные наночастицы оксида железа с помощью лазерного излучения. Оригинальная конструкция лазера, а также оптимизация условий синтеза позволили существенно улучшить результаты иностранных исследователей, которые использовали тот же метод получения тех же наночастиц. Но главный результат, конечно, не в том, что наши перегнали зарубежных коллег, а в открывающихся перспективах использования магнитных наночастиц. Их можно успешно применять в борьбе с загрязнением окружающей среды.

    Очистка почв и сточных вод от загрязнений, причинённых человеком и его жизнедеятельностью, – серьёзная проблема крупных городов и промышленных районов. Инженеры и исследователи предлагают множество способов её решения, один из которых – применение магнитных сорбентов, то есть веществ, способных поглощать загрязнители. Наличие магнитных свойств у сорбента считается большим плюсом, потому что это позволяет избегать применения трудоёмких операций по отделению отработанного очистителя из раствора, заменив их простой сепарацией с помощью магнитного поля.

    Как показали исследования, нанопорошок магнитного оксида железа Fe2O3 служит отличным сорбентом тяжёлых металлов, например хрома, из различных сред. Большая удельная поверхность нанопорошка придаёт ему большую сорбирующую ёмкость, а самими наночастицами можно легко управлять с помощью магнитного поля. Кроме этого, магнитные частицы оксида железа уже находят применение в биокерамике и направленной доставке лекарств.

    В связи с тем, что магнитные наночастицы обладают большими перспективами, необходимо искать эффективные способы их производства. Наиболее развитым и универсальным методом получения подобных порошков, по мнению исследователей Института электрофизики Уральского отделения РАН, является лазерный синтез.

    С помощью лазерного излучения учёные этого института испаряли мишень, изготовленную прессованием обычного коммерческого немагнитного порошка окиси железа. Затем пары испарённой мишени конденсировались в потоке несущего газа (в исследовании применялись воздух и аргон), после чего с потоком газа проходили в различные фильтрующие элементы. Варьируя типы и давление газа, а также скорость прокачки, учёные добились оптимального режима синтеза. Благодаря оригинальному строению изготовленного лазера и оптимизации синтеза, учёным удалось превзойти достижения иностранных коллег, синтезировавших нанопорошок посредством того же метода и опубликовавших результаты в Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Наши соотечественники примерно в два раза увеличили выход наночастиц и в восемь раз снизили затраты энергии лазерного излучения.

    Исследования на электронном просвечивающем микроскопе выявили, что наночастицы имели сферическую или огранённую форму, а их средний размер составлял 15,3 нм. Также учёные проанализировали кристаллографическую структуру нанопорошков, что показало наличие фаз магнитных оксидов железа (маггемита и магнетита). Однако при некотором давлении газа исследователи также обнаруживали в нанопорошке метастабильный оксид железа, который понижал магнитные свойства порошка.

    Дальнейшее развитие методов синтеза магнитных нанопорошков откроет пути по созданию новых композитных материалов, носителей информации с высокой плотностью магнитной записи, а также способов очистки почв и сточных вод.

    Работа выполнена при финансовой поддержке Уральского отделения РАН (междисциплинарный проект «Разработка новых сорбентов на основе нанокристаллических ферромагнетиков для очистки природных и сточных вод от ионов тяжёлых металлов»).


    Источник новости: www.strf.ru
заказать обратный звонок

Ваше имя*

* — поля, обязательные для заполнения

Мобильный телефон*

заказать обратный звонок

Ваше имя*

Мобильный телефон*

Ваш E-mail*

* — поля, обязательные для заполнения

Сообщение*