Файл: ИДЗ 1.docx

Магнитный момент таких кластеров можно измерить в опыте Штерна-Герлаха, про­иллюстрированном на рис. 16. Клас­терные частицы направляют в область неоднородного магнитного поля, разде­ляющего частицы в соответствии с про­екцией их магнитного момента. Ис­пользуя известные величины напряжен­ности и градиента поля по результатам такого разделения можно определить магнитный момент частиц. Однако, из­меренный магнитный момент магнит­ных частиц обычно оказывается меньше, чем ожидается при полностью сонаправленном положении элементарных мо­ментов в кластере. Атомы в кластере ко­леблются, причем энергия колебаний увеличивается с ростом температуры. Эти колебания вызывают некоторое разупорядочивание магнитных моментов отдельных атомов кластера, так что его полный магнитный момент становится меньше, чем он был бы в случае строго параллельного положения всех атомов. Магнитный момент отдельного кластера взаимодействует с приложенным посто­янным полем таким образом, что его расположение по полю становится более вероятным, чем против ПОЛЯ. Полный магнитный момент понижает­ся при повышении температуры, точнее он обратно пропорционален температу­ре. Этот эффект называют суперпара­магнетизмом. Когда энергия взаимо­действия магнитного момента кластера с приложенным магнитным полем боль­ше энергии колебаний, усреднения из- за осцилляций не происходит, зато про­исходит усреднение из-за вращения кластера как целого. Такая ситуация на­зывается магнетизмом вмороженных моментов.

Одно из наиболее интересных наблюдавшихся свойств наночастиц - это на­личие полного магнитного момента у кластера, состоящего из немагнитных ато­мов. Например, кластеры рения демонстрируют отчетливое увеличение магнит­ного момента, если в них меньше 20 атомов.

Рисунок 17 – Зависимость магнитного момен­та атомов в наночастицах рения от количе­ства атомов в них.

На рис. 17 показана зависимость магнитного момента от размера рениевого кластера. Магнитный момент велик при n меньше 15.

2.8 Переход от макро- к нано-.

При каком количестве атомов кластер начинает вести себя как объемное вещест­во? Для кластера менее 100 атомов энергия ионизации, т.е. энергия, необходимая для удаления из кластера одного электрона, отличается от работы выхода. Рабо­той выхода называется энергия, необ­ходимая для удаления электрона из объемного вещества. Температура плавления кластеров золота становит­ся такой же, как и у объемного золота, при размерах кластера более 1000 ато­мов.

Рисунок 18 – Температура плавления наноча­стиц золота от диаметра наночастицы (10 А = 1 нм)

На рис. 18 показана зависимость температуры плавления наночастиц золота в зависимости от их диаметра. Среднее расстояние между атомами в кластере меди приближается к значе­нию в объемном материале при разме­рах кластера около 100 атомов. Вообще оказывается, что разные физические свойства кластеров достигают значе­ний, характерных для объемных мате­риалов, при разных размерах кластера. Размеры кластера, при которых происходит переход к поведению объемного ма­териала, оказывается зависящим от измеряемой характеристики.

Список литературы

1. Официальный сайт Nanosight Ltd

2. Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Нанотехнология. Москва: Техносфера, 2005. – 336 с. ISBN 5-94836-021-0

3.  Перейти к:^1 2 V. Filipe, A. Hawe, W. Jiskoot, "Critical evaluation of Nanoparticle Tracking Analysis (NTA) by NanoSight for the measurement of nanoparticles and protein aggregates" 

4. Considerations in Particle Sizing. Part 2: Specifying a Particle Size Analyzer 

5. И.В.Федосов, И.С.Нефедов, Б.Н.Хлебцов, В.В.Тучин, "Измерение коэффициента диффузии наночастиц методом микроскопии селективного планарного освещения" [3]DOI:10.1134/S0030400X09120030

6. ASTM E2834-12 Standard Guide for Measurement of Particle Size Distribution of Nanomaterials in Suspension by Nanoparticle Tracking Analysis (NTA)

7. Список публикаций в реферируемых журналах и докладов на конференциях с использованием метода Анализа траекторий наночастиц 

8. Fundamental questions about NTA

9. D.Griffiths, P.Hole, J.Smith, A.Malloy, B.Carr "Size and Count of Nanoparticles by Scattering and Fluorescence Nanoparticle Tracking Analysis (NTA)"

10. Visualization, Sizing and Counting of Fluorescent and Fluorescently-Labelled Nanoparticles 

11. H. Maeda. SMANCS and polymer-conjugated macromolecular drugs: advantages in cancer chemotherapy // Advanced Drug Delivery Reviews. — 2001. — Vol. 46. — P. 169-185.

12. C.P. Reis, R.J. Neufeld, A.J. Ribeiro, F.Veiga. Nanoencapsulation I: Methods for preparation of drug-loaded polymeric nanoparticles // Nanomed. Nanotechnol. Biol. Med.. — 2006. — Vol. 2. — P. 8-21.

13. V.P.Torchilin. Multifunctional nanocarriers // Advanced Drug Delivery Reviews. — 2006. — Vol. 58. — P. 1532-1555.

14. C.Vauthier, K. Bouchemal. Methods for the preparation and manufacture of polymeric nanoparticles // Pharm. Res.. — 2009. — Vol. 25. — P. 1025-1058.