Магнитные наносистемы и наноматериалы - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №1

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №2

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №3

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №4

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №5

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №6

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №7

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №8

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №9

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №10

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №11

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №12

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №13

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №14

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №15

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №16

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №17

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №18

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №19

Магнитные наносистемы и наноматериалы, слайд №20

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Магнитные наносистемы и наноматериалы. Доклад-сообщение содержит 20 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Магнитные наносистемы и наноматериалы В настоящее время одним из перспективных направлений в нанотехнологии является получение и изучение физико-химических свойств магнитных наносистем. Магнитные наносистемы – твердые или жидкие гетерогенные дисперсные системы, содержащие в своем составе магнитные наночастицы (ферро- или ферримагнетиков), обеспечивающие системам особые технологические свойства. К магнитным наносистемам относятся тонкопленочные и компактированные магнитные наноматериалы (как разновидность традиционных магнитных материалов), а также магнитные жидкости.

Слайд 2

Описание слайда:

Все вещества и материалы по значению и знаку магнитной восприимчивости (χ, безразмерная величина, характеризующая способность намагничиваться в магнитном поле) подразделяются на три основные группы: диамагнетики (χ < 0, не намагнививаются); парамагнетики (χ > 0, слабо намагничиваются); ферромагнетики (χ >> 0, сильно намагничиваются). К диамагнетикам (магнитный момент направлен против вектора намагничивающего поля) относятся многие газы, вода, органические вещества, ионные соли и большое число металлов (Cu, Ag, Au, Sr, Be, Zn, Ga, Si, Ge, Pb, Bi и др.) Сильнейшими диамагнетиками являются сверхпроводники. У парамагнетиков величина χ находится в пределах 10–3– 10–5. К ним относятся щелочные металлы, Al, Sn, многие переходные металлы (Ti, Cr, W, Mn, Pt, Pd и др.), соли Fe, Co, Ni, РЗЭ и др. У ферромагнетиков величина χ достигает 102–105. Ферромагнетиками являются α-Fe, Co, Ni, Gd и др., а также некоторые сплавы.

Слайд 3

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Традиционные ферромагнитные материалы Основной характеристикой процесса намагничивания ферромагнетиков является кривая намагничивания (рис. 1).

Слайд 4

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Слайд 5

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Ферромагнитные материалы по величине коэрцитивной силы Нк (т.е. напряженности магнитного поля, при которой происходит полное размагничивание) подразделяют на: магнитомягкие (Нк < 103 А/м или < 12,5 Э) и магнитотвердые (Нк > 103 А/м или > 12,5 Э). При разработке новых магнитных материалов часто стремятся достичь максимальных значений Hк, поскольку в таком случае будет затруднено изменение направления вектора намагниченности за счет тепловых флуктуаций. Это актуально и для магнитных наноматериалов (с магнитными наночастицами), поскольку они находят широкое применение в системах записи и хранения информации. в постоянных магнитах, в системах магнитного охлаждения, в качестве магнитных сенсоров и т.п. Все это объясняет большой интерес специалистов различного профиля к таким системам.

Слайд 6

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Слайд 7

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Слайд 8

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Кроме ферромагнитных материалов для магнитной записи информации используют также сегнетоэлектрики (в англоязычной литературе – ферроэлектрики), которые не обладают свойствами самопроизвольной намагниченности, но обладают особыми электрическими свойствами. Сегнетоэлектрики – кристаллические материалы, состоящие (при температурах ниже температуры Кюри) из самопроизвольно поляризованных и упорядоченных электрических диполей, обладающих способностью к обращению полярности в электрическом поле определенной силы. Для сегнетоэлектриков коэрцитивная сила определяется как величина напряженности электрического поля, необходимая для его полной деполяризации. Типичными представителями этого класса материалов являются BaTiO3, PbTiO3.

Слайд 9

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ В настоящее время большой интерес специалистов различного профиля связан с разработкой магнитных наноматериалов. Это обусловлено, во-первых, тем, что наличие наночастиц в магнитном материале может заметно увеличивать не только магнитную анизотропию, но и намагниченность материала (в расчете на один атом). При этом магнитная восприимчивость наночастиц может достигать значения χ = 106, что заметно больше, чем у массивного образца. Во-вторых, отличия в температурах Кюри (температуре самопроизвольного установления параллельной ориентации спинов) для наночастиц и соответствующих макроскопических фаз могут достигать сотен градусов.

Слайд 10

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Слайд 11

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ

Слайд 12

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Магнитные свойства наночастиц определяются многими факторами, среди которых следует выделить: – химический состав, – тип кристаллической решетки и степень ее дефектности, – размер, форма и морфология частиц, – взаимодействие частиц с окружающей их матрицей и соседними частицами. Изменяя размеры, форму, состав и строение наночастиц, можно в определенных пределах управлять магнитными характеристиками наноматериалов на их основе. Однако контролировать все эти факторы при синтезе примерно одинаковых по размерам и химическому составу наночастиц удается далеко не всегда, поэтому свойства однотипных наноматериалов могут сильно различаться.

Слайд 13

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Суперпарамагнетизм – способность наносистемы магнетизироваться с помощью внешнего магнитного поля, не проявляя магнитного гистерезиса, и терять магнетизм при удалении магнитного поля (коэрцитивная сила и остаточная магнитная индукция наноматериала в суперпарамагнитном состоянии равны нулю). Суперпарамагнитные наночастицы находят применение: для изготовления устройств со сверхвысокой плотностью записи информации, ее считывания и хранения; для создания магнитных жидкостей (МЖ); для повышения контраста в магниторезонансной томографии (МРТ).

Слайд 14

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Из других применений магнитных наночастиц следует выделить: направленный перенос лекарств; сепарация биологических объектов вирусов и бактерий (в качестве сепарируемого носителя); удаление органических отходов из воды, с последующей их каталитической переработкой (в качестве адсорбента и одновременно катализатора).

Слайд 15

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Имеются два подхода для получения наночастиц магнитных материалов: измельчение компактных материалов (дроблением, испарением-конденсацией) – подход «сверху»; сборка наночастиц из атомов, ионов, молекул – подход «снизу». Концепция сборки «снизу» располагает большим числом возможностей для контроля над размерами, формой, составом, структурой и физическими свойствами наночастиц. Одним из наиболее удобных путей для получения магнитных наночастиц является проведение химических реакций в растворах. В этом случае формирование наночастиц достигается путем подбора определенных условий протекания реакции (тип реакции, растворитель, температура, поверхностно-активное вещество-стабилизатор). Вопрос подбора стабилизатора имеет очень важное значение, так как стабилизатор может химически модифицировать поверхность наночастиц, а значит, существенно влиять и даже изменять свойства наноматериала (изменять магнитное поведение наночастиц). Это связано с тем, что модифицированная поверхностность наночастиц может иметь совсем иные магнитные характеристики по сравнению с ядром частицы из-за взаимодействия внутренних атомов с внешними атомами.

Слайд 16

Описание слайда:

МАГНИТНЫЕ НАНОМАТЕРИАЛЫ Имеются три основных химических метода получения магнитных наночастиц: гидролиз (метод Массарта и его модификации); межфазный синтез (метод микроэмульсий); термолиз.

Слайд 17

Описание слайда:

Получение магнитных наночастиц гидролизом солей Получение магнитных наночастиц гидролизом солей

Слайд 18

Описание слайда:

Получение магнитных наночастиц гидролизом солей В качестве прекурсора используют соль FeCl3, растворенную в этиленгликоле. Здесь двухатомный спирт (этиленгликоль) является не только растворителем, но и восстановителем для соли. В качестве стабилизатора синтезируемых магнитных наночастиц чаще всего используют полиакриловую кислоту (CH2-CH-COOH)n (низкой степени полимеризации n = 200–3000), которую вводят в спиртовой раствор прекурсора непосредственно перед синтезом. Карбоксильные группы полиакриловой кислоты склонны к взаимодействию с целевыми наночастицами, предохраняют их от агломерации и обеспечивают им гидрофильность. Типичный вариант осадительно-восстановительного гидролиза с использованием этиленгликоля заключается в следующем: Композицию из полиакриловой кислоты, соли железа (III) и этиленгликоля нагревают при перемешивании до 220 оС в атмосфере азота, затем производят изотермическую выдержку до образования прозрачного раствора. К образовавшемуся прозрачному раствору быстро добавляют спиртовой раствор гидроксида натрия (в этиленгликоле). Реакцию гидролиза проводят в условиях перемешивания в течение 10 мин, что обеспечивает осаждение гидрофильных монодисперсных магнитных наночастиц магнетита контролируемого размера (от 3 нм до 10 нм). Выделение наночастиц Fe3O4 из образующейся дисперсии производят центрифугированием.