​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

  • 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.
    1761
  • 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.
    1286
  • 04/10/2018

    Физики впервые получили спиновый ток при помощи лазера

    Исследователи из Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН в сотрудничестве с зарубежными коллегами впервые показали, что с помощью сверхкоротких лазерных импульсов можно генерировать гигагерцовый спиновый ток.
    1024
  • 29/07/2020

    Российские учёные рассказали о своём участии в проекте ITER

    ​​Надежный, экологически чистый и мощный источник энергии – одна из главных потребностей человечества сегодня. В числе наиболее перспективных кандидатов на решение этой задачи рассматривают термоядерный синтез.
    333
  • 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.
    501
  • 15/05/2018

    Новый российский гибридный реактор соберут в Курчатовском институте к концу года

    ​Гибридный реактор, который может в перспективе заменить АЭС, ученые научно-исследовательского центра Курчатовский институт соберут к концу 2018 года, физический пуск установки запланирован на 2020 год.
    1151
  • 24/12/2019

    Выбор РИА Новости: главные достижения российской науки 2019 года

    ​Ученые в России в нынешнем году получили знаковые результаты в самых разных областях – от астрономии до археологии, причем многие достижения имеют выходы на практическое применение. Примечательно, что существенную лепту здесь внесли не только признанные научные центры, но и ведущие отечественные вузы.
    882
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    929
  • 15/06/2018

    Китай, Россия и Беларусь будут сотрудничать в сфере материаловедения и аэрокосмической техники

    ​Китай, Россия и Беларусь договорились об углублении сотрудничества в сфере материаловедения и авиатехники. Соответствующие документы были подписаны в городе Наньчан, административном центре провинции Цзянси на востоке Китая.
    923
  • 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.
    647