Методы получения наноразмерных металлосодержащих частиц

Внешнее магнитное поле существенно влияет на форму образующихся анизотропных магнитных наночастиц, при этом их форма и ориентация зависят от ориентации приложенного поля относительно границы раздела. В качестве амфифильных молекул чаще всего используют стеариновую или арахидиновую кислоту и другие ПАВ.ГетерометаллическиенаночастицыКак правило, такие частицы получают при одновременном термораспаде двух МСС разного состава (в качестве восстановителя обычно используют водород). Этим методом из Pt(acac)2 и Fe(CO)5 были получены гетерометаллическиенаночастицы состава Fe48Pt52 и Fe70Pt3. При синтезе частиц CoPt в качестве источника Pt использовали либо Pt(acac)2, либо Pt2(dba)3 (dba — дибензилиденацетон), а в качестве источника Со — Со2(СО)8, Co(CO)3(NO)70 или Со(г|3С8Н13)(г|4С8Н12).ФерритыМикрокристаллические ферриты являются основой материалов, используемых в настоящее время для магнитной записи и хранения информации. Для повышения плотности записи информации представляется вполне естественным получение нанокристаллических ферритов и приготовление на их основе магнитных носителей. Размалывание порошков микрокристаллических ферритов до наноразмеров отдельных гранул малоэффективно, так как в этом случае образуются частицы с широким распределением по размерам, причем содержание фракции с оптимальными размерами частиц (30-50 нм) невелико.Основной метод получения порошков магнитных гексагональных ферритов с размером зерна больше 1 мкм состоит в нагревании смеси исходных веществ при температуре выше 1000°С (так называемый керамический метод). В работе [15] была предпринята попытка использовать этот метод для синтеза наночастиц феррита бария. Исходные компоненты (карбонат бария и оксид железа) размалывали в течение 48 ч в шаровой мельнице, после чего образовавшийся порошок нагревали в течение 1 ч при температуре несколько ниже 1000°С. В результате были получены достаточно крупные частицы (200 нм и более) с широким распределением по размерам. Близкие результаты были достигнуты при механохимическом синтезе феррита бария из ВаС12, FeCl3 и щелочи с последующим окислительным отжигом.Для получения нанокристаллических ферритов часто используют метод соосаждения. Так, наночастицы шпинели MnFe2O4 диаметром 40 нм образуются при добавлении к интенсивно перемешиваемому раствору щелочи водного раствора стехиометрических количеств хлоридов Мп2+ и Fe3+. Разработаны методы получения наночастиц ферритов различного состава в растворах при невысоких температурах. Прежде всего отметим зольгельметод, дающий высокодисперсные порошки необходимой чистоты и гомогенности. Низкие температуры отжига позволяют контролировать процесс кристаллизации и получать однодоменные магнитные наночастицы ферритов с узким распределением по размерам, а также легко допировать образующиеся частицы ионами различных металлов. Таким путем были синтезированы наночастицы (менее 100 нм) феррита бария, допированные Со и Ti и аналогичные по размерам частицы феррита стронция, допированныеZn, Ti и Ir.Более мелкие наночастицы (15-25 нм) феррита кобальта получены в гидрогеле, содержащем в качестве основного компонента лецитин. Судя по хорошим магнитным характеристикам, эти частицы обладали значительной степенью кристалличности без всякого отжига. Золь-гельметод с успехом был использован для синтеза соферритовойнанопроволоки диаметром 40 нм и длиной до микрона. Такую проволоку можно получить и внутри углеродныхнанотрубок. ЗаключениеМеталлосодержащие наночастицы играют важную роль в быстро развивающихся отраслях науки, которые специализируются на изучении объектов (существующих в природе, а чаще искусственно приготовленных) с наноразмерными структурными блоками. Несмотря на то что широкому использованию магнитных наночастиц (особенно для биологических приложений) и содержащих их наноматериалов препятствуют трудности в получении материалов с узким распределением частиц по размерам и стабильными воспроизводимыми характеристиками, а также дороговизна их крупнотоннажного производства, такие наночастицы все чаще применяют в повседневной практике. Некоторые фирмы уже наладили производство первых образцов наноматериалов. Свойства металлосодержащих наночастиц определяются многими факторами, среди которых следует выделить химический состав, тип кристаллической решетки и степень ее дефектности, размер и форму частиц, морфологию (для структурно неоднородных частиц t), взаимодействие частиц с окружающей их матрицей и соседними частицами. Изменяя размеры, форму, состав и строение наночастиц, можно в определенных пределах управлять магнитными характеристиками материалов 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.За последние годы в области разработки магнитныхнаноматериалов произошли изменения, которые, без пре-увеличения, можно назвать революционными. Это связано как с разработкой эффективных методов получения и стабилизации магнитных частиц нанометровых размеров, так и с развитием физических методов исследования таких частиц. Список литературыАнашина О.Д., Андрюшечкин С.Е., Аневский С.И., Бражников В.В. и др. Метрологическое обеспечение нанотехнологий и продукции наноиндустрии / под редакцией В.Н. Крутикова. Москва, 2011. Гареев К.Г., Лучинин В.В., Мошников В.А. Магнитныенаноматериалы, получаемые химическими методами // Биотехносфера. 2013. № 5 (29). С. 2-13. Алдошин С.М., Джардималиева Г.И., Помогайло А.Д., Абузин Ю.А. Реакционная способность металлосодержащих мономеров. Сообщение 71. синтез наноразмерныхквазикристаллов и металлополимерных композитов на их основе // Известия Академии наук. Серия химическая. 2011. № 9. С. 1837. Музалев П.А., Кособудский И.Д., Кульбацкий Д.М., Ушаков Н.М. Полимерные композиционные материалы на основе полиметилметакрилата с наночастицами серебра, синтез и оптические свойства // Материаловедение. 2011. № 5. С. 48-51. Шоранова Л.О., Чуков Н.М., Микитаев А.К.Нанокомпозиты на основе простейших полиолефинов // Наукоемкие технологии. 2011. Т. 12. № 2. С. 66-76. Бычков А.Н., Джардималиева Г.И., Фетисов Г.П., Вальский В.В., Голубева Н.Д., Помогайло А.Д. Получение и характеристика металлополимерныхнанокомпозитов с радиационнозащитными свойствами // Технология металлов. 2015. № 11. С. 2-9. Помогайло А.Д., Розенберг А.С., Джардималиева Г.И. Термолиз металлополимеров и их предшественников как метод получения нанокомпозитов // Успехи химии. 2011. Т. 80. № 3. С. 272-307. Большакова А.Н., Яштулов Н.А.Металлополимерныенанокомпозиты для мембранно-электродных блоков топливных элементов // Российский химический журнал. 2014. Т. LVIII. № 1. С. 15-22. Джардималиева Г.И., Помогайло А.Д., Голубева Н.Д., Помогайло С.И., Рощупкина О.С., Новиков Г.Ф., Розенберг А.С.Металлосодержащиенаночастицы со структурой ядро–полимерная оболочка // Коллоидный журнал. 2011. Т. 73. № 4. С. 457-465. Холкина Т.В., Севостьянов В.П., Чиркова Е.М.Наноразмерные порошки магнитотвердых металлов в полимерных матрицах // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2011. Т. 4. № 1 (59). С. 144-147. Гришин Д.Ф., Гришин И.Д. Каталитические системы на основе железа в процессах контролируемой радикальной полимеризации с переносом атома // Высокомолекулярные соединения. Серия С. 2015. Т. 57. № 1. С. 38. Гуренцов Е.В., Еремин А.В. Синтез металлоуглеродныхнаночастиц при импульсном уф-фотолизе смесей Fe(CO)5с CCl4при комнатной температуре // Письма в Журнал технической физики. 2015. Т. 41. № 11. С. 71-78. Смоланов Н.А. Осаждение углеродо- и титансодержащих нано- и микрочастиц из низкотемпературной плазмы дугового разряда // Физика и химия обработки материалов. 2015. № 3. С. 18-23.Асламазова Т.Р., Котенев В.А., Цивадзе А.Ю. Об агрегации карбоксилсодержащегофталоцианина // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51. № 4. С. 392. Семенов С.А., Дробот Д.В., Мусатова В.Ю., Пронин А.С., Помогайло А.Д., Джардималиева Г.И., Попенко В.И. Синтез и термические превращения ненасыщенных дикарбоксилатов кобальта(II) – прекурсоровметаллополимерныхнанокомпозитов // Журнал неорганической химии. 2015. Т. 60. № 8. С. 991.