​Международный коллектив ученых создал гибридные наноструктуры из магнитных наночастиц и серебра. Меняя концентрацию благородного металла, можно получать конструкции различных форм: от эллипсов до четырех-, шести- и восьмиугольников с закругленными краями и тонкой углеродной оболочкой. Такая модификация частиц позволит расширить их прикладное применение. Исследование опубликовано в журнале Nanotechnology 2020.  ​​ 
 
Наночастицы используют в различных областях промышленности. Из них изготавливают аноды для магнитно-ионных аккумуляторов, легкие микроволновые материалы или элементы суперконденсаторов. Перспективное применение связано с адресной доставкой лекарств или лечением различных заболеваний методом магнитной гипотермии. Однако потенциал наночастиц еще не до конца раскрыт и требует дополнительного изучения. 

Коллектив ученых Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН», Сибирского федерального университета, Института кристаллографии им. А. В. Шубникова РАН (Москва) и Национального Университета г. Пинтунг (Тайвань) создал гибридные кристаллические наноструктуры из магнитных наночастиц и серебра. В зависимости от изменения концентрации серебра, меняется форма наночастиц и увеличивается их намагниченность. 

Гибридные структуры были получены с помощью пиролиза смеси кристаллогидрата железа с некоторыми органическими соединениями с добавлением на последнем этапе соли серебра. В результате химических реакций формировались наночастицы оксида железа в углеродной оболочке размерами от 20 до 50 нанометров различной формы: эллипсы, четырех- и шестиугольники с закругленными углами, часть крупных частиц размером от 80 до 150 нанометров была восьмиугольной и других неправильных форм. Сферические наночастицы серебра меньшего диаметра были локализованы непосредственно на границах оксидных наночастиц. Углеродные оболочки образовывали слой толщиной 1—3 нанометра. Форма наночастиц и их фазовый состав также определялись температурой синтеза, которая изменялась от 360 до 400 градусов Цельсия. 
 
Ученые обнаружили, что введение в состав наноструктуры серебра изменяло намагниченность наночастиц и особенно заметно влияло на структуру возбужденных энергетических состояний атомов, пропорционально количеству введенного в структуру серебра. Возможно, это связано с близким пространственным расположением оксида железа и серебра, что увеличивает поглощение проходящей энергии серебром. Также такой эффект может быть вызван коллективными колебаниями электронов в наночастицах серебра, так называемым поверхностным плазмонным резонансом. Для объяснения наблюдаемого феномена требуется проведение дополнительных экспериментов. 
 
«Мы показали, что в результате использованной технологии формируются гибридные структуры: крупные наночастицы оксида железа в оболочке углерода с прилегающими к ним мелкими наночастицами серебра. При этом предположили, что границы крупных частиц являются центрами кристаллизации серебра. Результаты важны для разработки основ синтеза новых нано-структурированных функциональных материалов. Присоединение серебра к наночастицам позволит расширить область их применения. За счет благородного металла наноструктуры могут иметь антибактериальные свойства, высокую каталитическую активность, которая позволяет создавать на их основе сенсоры и датчики для обнаружения органических загрязнений», — рассказала один из соавторов работы главный научный сотрудник Института физики им. Л. В.Киренского СО РАН доктор технических наук Ирина Самсоновна Эдельман
 
Исследование поддержано Российским фондом фундаментальных исследований, Министерством науки и технологии Тайвань, а также Министерством науки и высшего образования Российской федерации. 
 
Текст, фото: группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН 

На фото: темные частицы серебра на поверхности частицы оксида железа ​

Похожие новости

  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    2014
  • 04/04/2018

    Российские ученые повысили твердость стали с помощью лазера и наночастиц

    Коллектив ученых Национального исследовательского университета «МЭИ», Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) и Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета разработал технологию повышения поверхностной твердости и износостойкости стальных изделий.
    2219
  • 26/04/2021

    Звездная пыль, квазары и тайны Солнца

    Апрель – месяц, который может быть посвящен только одной теме в Год науки и технологий – «Освоение космоса». Совсем недавно мы отмечали 60-летие первого полета человека на околоземную орбиту, мы гордимся достижениями отечественной аэрокосмической отрасли, которая с середины прошлого столетия держит высокую планку и является лидером в этом направлении.
    524
  • 20/02/2021

    В России может появиться федеральный центр развития технологий для водородной энергетики

    ​​​Такое предложение было озвучено на выездном совещание президента РАН Александра Сергеева и председателя Совета директоров ПАО АФК «Система» Владимира Евтушенкова в Институте проблем химической физики РАН.
    1178
  • 09/04/2021

    Инновационный новосибирский тест на COVID-19 по дыханию представили на крупной выставке в Москве

    ​Учёные ведущих вузов России и эксперты экспортного центра оценили устройство новосибирских разработчиков, позволяющее сдать тест на коронавирус по дыханию.  Разработанный учёными Института автоматики и электрометрии СО РАН и компании «Сайнтификкоин» газоанализатор HEALTHMONITOR, позволяющий сдать тест на COVID-19 по дыханию, представили на международной выставке «Фотоника.
    608
  • 03/06/2021

    Алмазные наноиглы для квантовых устройств и детекторов станут доступнее

    Российские ученые совместно с финскими коллегами усовершенствовали метод получения алмазных игл, что делает их более доступными для различных применений, включая квантово-оптические сенсоры. Новый способ использует синтез алмаза из смеси водорода и метана при активации газовой среды методом «горячей нити».
    1344
  • 12/01/2021

    Коллайдер NICA: достать до нейтронных звезд. «В Мире науки» №12, 2020

    В Московской области продолжается строительство коллайдера тяжелых ионов NICA, где будут изучать кваркглюонную материю — состояние вещества, которое находится в недрах нейтронных звезд. Ученые Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне уже получили из Италии ключевой элемент исследовательской установки MPD (Multi-Purpose Detector) строящегося ускорительного комплекса — катушку сверхпроводящего соленоидального магнита.
    535
  • 23/09/2019

    Учёные изучили неожиданные свойства разупорядоченных нанорешёток

    Учёные Сибирского федерального университета совместно с коллегами из Королевского технологического института (Стокгольм, Швеция), Федерального Сибирского научно-клинического центра ФМБА России (Красноярск), Института физики им.
    1054
  • 25/11/2019

    Европейской лазерной установке XFEL - 10 лет

    ​22 ноября в Гамбурге прошли торжественные мероприятия в честь 10-летия со дня старта Европейского рентгеновского лазера на свободных электронах XFEL.Проект XFEL, созданный на базе разработок российских ученых и при активном интеллектуальном и финансовом вкладе нашей страны, - уникальная мегаустановка для проведения исследований, прежде всего, в области материаловедения, нано и био-технологий.
    923
  • 21/01/2017

    Что может рассказать один квазар?

    Ученые, занимающиеся космическими исследованиями, — настоящие детективы. Как Шерлок Холмс, используя метод дедукции и косвенные наблюдения, вычислял убийцу, так и они, собирая и анализируя данные излучений в различных спектрах, могут рассказать, что происходило во Вселенной много-много лет назад и как возникли известные нам сегодня феномены.
    3956