Аннотация
Реферат
Введение 7
1 Обзор литературы 9
2 Методы изготовления образцов и их исследование 16
2.1 Методы изготовления частиц в форме микро и нанотрубок 16
2.2 Методы исследования 18
3 Экспериментальные исследования и их обсуждение 24
3.1 Микротрубки кобальта. Получение и микроскопические
исследования 24
3.2 Кривые намагничивания и магнитная анизотропия
микротрубок 27
3.3 Численный эксперимент, анализ свойств и перспектив
применения магнитных микротрубок 29
Заключение 33
Список использованых источников 34
На настоящем этапе развития современных технологий актуальна проблема создания и применения новых материалов, как для микроэлектроники и микросистемной техники, так и для применения в биомедицине. Для биомедицины большое внимание сейчас уделяется поиску и созданию частиц с новыми улучшенными электрическими, магнитными свойствами. В частности, актуально получение новых магнитных частиц, обладающих уникальными свойствами для применения их в диагностике и терапии. Частицы в форме магнитных трубок, формируемые осаждением магнитного материала на стенки линейных пор материала носителя, например, пористого кремния или пористых мембран являются ярким примером таких материалов. Поэтому отработка технологий получения и исследование частиц в форме магнитных трубок в последние годы становится все более актуальной.
Целью данной работы является получение частиц в форме ферромагнитных микротрубок в пористой матрице и исследование магнитных характеристик этого материала.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
1 Получение ферромагнитных трубок Со (P) в пористые поликарбонатные мембраны методом химического осаждения;
2 Экспериментально и численно исследовать кривые намагничивания полученных композиционных материалов.
Научная новизна. Впервые химическим осаждением на стенки пор поли- карбонатных мембран получены микротрубки пересыщенных твердых растворов Со (Р). Численно и экспериментально исследована магнитная анизотропия частиц в форме микротрубки. Показано, что форма микротрубки приводит к замыканию магнитного потока внутри частицы в малых магнитных полях.
Отработанные режимы химического осаждения ферромагнитных трубок в матрицы поликарбонатных мембран позволят создать дешевую и легко масштабируемую на большие объемы производства технологию получения этого нового композиционного материала. Магнитные частицы Co (P) в форме микротрубок сочетают значительный отклик в больших магнитных полях и устойчивость к слипанию частиц в малых полях. Эта особенность перспективна для создания магнитных коллоидов для биомедицинских приложений.
В работе выполнено получение частиц в форме ферромагнитных микротрубок в пористой поликарбонатной матрице и исследованы магнитные характеристики этого материала.
На основании проведенных исследований установлено следующее. Ферромагнитный микро- либо нано-элемент вытянутой формы (игла, палочка) испытывает максимальный вращающий механический момент среди элементов различной формы в одном и том же однородном магнитном поле. Однако, вместе с этим, магнитная палочка является эффективным источником магнитного поля. При создании коллоидных растворов на основе таких элементов это приводит к негативным последствиям, а именно: приводит к слипанию частиц за счет магнитного диполь-дипольного взаимодействия. Использование магнитных частиц в форме трубки приводит к незначительному снижению вращательного магнитного момента. Однако, при этом, форма трубки способствует замыканию магнитного потока внутри элемента в малых полях и, следовательно, к устранению диполь-дипольного взаимодействия между частицами. Таким образом, использование магнитных частиц в форме трубок дает уникальное сочетание прикладных характеристик для применений в биомедицине: высокая намагниченность и высокая анизотропия формы, сочетаются с возможностью резкого ослабления магнитного диполь-дипольного взаимодействия между элементами в небольших полях. Последнее означает улучшенную устойчивость гидрозолей к слипанию частиц.
