Синхротрон помог ученым разглядеть удивительные свойства новых магнитотвердых материалов

26 августа 2019

Исследования на Курчатовском источнике синхротронного излучения "КИСИ-Курчатов" помогли учёным определить новые свойства магнитотвердых наночастиц на основе гексаферрита стронция при покрытии их кремнием. Новый материал оказался перспективен для использования в адресной доставке лекарств, которые эффективно связываются с кремниевой поверхностью. Исследование проведено совместно с МГУ им. М.В. Ломоносова и опубликовано в журнале Advanced PowderTechnology.

Магнетизм материалов — явление, которое возникает благодаря наличию у электронов магнитного момента — спина. Материалы, обладающие магнетизмом, можно поделить на два класса — магнитомягкие и магнитотвердые. Первые легко меняют направление спинов атомов, из которых они состоят, а вторые — наоборот, сохраняют свою намагниченность даже рядом с очень сильными магнитами. Так, магнитотвердые материалы на основе гексаферрита стронция широко применяется при изготовлении постоянных магнитов компактных электродвигателей и магнитных носителей данных.

Модификация поверхности магнитных материалов является важным шагом на пути развития их дальнейшего практического применения. В новом исследовании ученые решили покрыть магнитотвердые наночастицы на основе гексаферрита стронция кремнием.

В качестве исходного материала были использованы стабильные водные коллоидные растворы на основе наночастиц гексаферрита стронция. Коллоидные частицы представляли собой пластинки диаметром 40 нм и толщиной 5 нм. Затем учёные покрыли исходный материал диоксидом кремния.

Наконец, специалисты изучили морфологию и магнитные свойства полученных материалов. На модуле ЭСХА синхротронной экспериментальной станции НаноФЭС "КИСИ-Курчатов" были получены рентгеновские фотоэлектронные спектры образцов.

"Мы проанализировали магнитотвердые наночастицы методом фотоэлектронной спектроскопии и доказали успешность их синтеза, а также технологии покрытия кремнием, что значительно расширяет сферу их использования, в том числе для биологического применения",

— сообщил один из авторов работы, инженер-исследователь отдела синхротронных экспериментальных станций "КИСИ-Курчатов" Ратибор Чумаков. 

Магнитные частицы, покрытые диоксидом кремния, перспективны для использования в адресной доставке лекарств, поскольку они легко связываются с кремниевой поверхностью. В таком случае препарат будет доставлен в определенное место организма без механического вмешательства за счет применения внешнего магнитного поля.