Руководитель — Е.О. Анохин (ФНМ МГУ). Куратор — Н.И. Морозова
Модификация поверхности магнитных частиц является важным шагом на пути их дальнейшего практического применения. Магнитные частицы, покрытые диоксидом кремния, перспективны для использования в качестве магнитных наноконтейнеров для биомедицинских применений in vitro в области диагностики; путем покрытия магнитных наночастиц большой немагнитной оболочкой можно снизить магнитное диполь-дипольное притяжение частиц или общую полидисперсность системы, что позволяет получать магнитные коллоидные кристаллы; также эти материалы могут быть использованы в качестве магнитных сорбентов.
Поэтому целью данной работы является разработка методики покрытия коллоидных наночастиц гексаферрита стронция диоксидом кремния. В рамках данной цели были поставлены следующие задачи: синтезировать стабильные коллоидные растворы на основе магнитотвердых частиц гексаферрита стронция, разработать методику функционализации частиц гексаферрита покрытиями диоксида кремния, изучить морфологию и магнитные свойства полученных материалов.
В качестве исходного материала были использованы стабильные водные коллоидные растворы на основе неагрегированных наночастиц гексаферрита стронция. Такие коллоиды получали путём растворения стеклообразного прекурсора номинального состава 4Na2O–9SrO–5.5Fe2O3–4.5Al2O3–4B2O3, отожженного при 700°С. Коллоидные частицы представляли собой пластинки диаметром 50 нм и толщиной 5 нм и характеризовались намагниченностью насыщения 35 эме/г и коэрцитивной силой 3200 Э.
Композиты со структурой типа «ядро-оболочка», состоящие из частиц гексаферрита, покрытых диоксидом кремния, были получены с помощью модифицированного метода Штобера. В работе была исследована зависимость морфологии и магнитных свойств получаемых материалов от условий протекания гидролиза. Согласно ПЭМ, модифицированные частицы имеют форму сплющенных сфер, больший из диаметров которых составляет около 100 нм. Согласно магнитным измерениям высушенных частиц, композиты состоят из более чем 80% масс. диоксида кремния. Золь подобных частиц в отсутствие дополнительной стабилизации остаётся во взвешенном состоянии в течение 24 ч.