Магнитные нанотрубки: внутреннее взаимодействие

// // Исследования и разработки //

Магнитные нанотрубки

Ученые не первый день занимаются разработкой новых методов медицинской диагностики, а также технологии, о которой "Нано Дайджест" писал ранее – транспортировки лекарств в организме – с помощью магнитных нанотрубок. При этом важным аспектом исследования является понимание межанизма их внутреннего взаимодействия. Ученые Бразилии и Чили произвели расчеты магнитостатического взаимодействия с помощью математических выражений. Нанотрубки могут применяться во множестве областей, от транспортировки лекарств до солнечной энергетики.

Как заявил ученый Хуан Эскриг из чилийского университета Сантьяго (University of Santiago de Chile), "Простое математическое выражение является подходящим инструментом для выявления характера взаимодействия магнитных нанотрубок при любом расположении в группе. Мы легко можем определить их ферромагнитную или антиферромагнитную связь».

Хуан Эскриг и его коллеги подсчитали напряженность электромагнитного поля, производимого ферромагнитной трубкой при предположении, что она однородна. По математическим выражениям поля можно подсчитать, будет ли поле притягивающим или отталкивающим в каждой точке пространства.

метод построения отдельной нанотрубки

Следующим шагом был расчет взаимодействия поля с полем помещенной рядом трубки. Полученное комплексное выражение может быть решено численно. По словам Хуана, если мы предполагаем, что трубки подпадают под формулу R/L <1, где R – радиус, а L длина трубки, мы можем определять характер взаимодействия между несколькими нанотрубками.

Данный теоретический механизм может быть применен для создания наноструктур, подобных штрихкоду. Характер взаимодействия трубок в таких структурах сильно зависит от их взаиморасположения.  Сейчас в планах ученых разработка компьютерной модели построения взаимодействия магнитных нанотрубок, которая поможет выявить характер магнитного взаимодействия при изменении внутренней структуры трубки.

Что было раньше: нанотрубка или яйцо?

Ученые из Китая разработали технологию создания неорганических нанотрубок на основе белка яйца. Ученый Байу Генг (Baoyou Geng) и его коллеги из университета Анхуй (Anhui Normal University) создали магнетитовые (Fe3O4) нанотрубки на основе раствора яичного белка.  Содержащийся в нем протеин, имеющий высокое сродство йонам металла, образует органическо-неорганические комплексы, содержащие Fe(III).  Эти комплексы затем формируются в нанопластины и этот процесс является экзотермическим, то есть сопровождается повышением температуры. Нагрев приводит к разрыву водородных и пептидных связей и высвобождению из матрицы белка оксида железа. Затем пластины оксида железа скручиваются, образуя нанотрубки.


Нанотрубки могут применяться во множестве областей, от транспортировки лекарств до солнечной энергетики.

Такое применение белка из костной ткани и раковин моллюсков уже известно ученым, однако такие технологии требуют времяемких и трудоемких методов для формирования биологической матрицы, в то время как китайские ученые, по словам Генга, используют для этого дешевую и имеющуюся в избытке белковую матрицу. Нанотрубки могут применяться во множестве областей, от транспортировки лекарств до солнечной энергетики. Магнетит – один из самых магнитных минералов – особенно интересен ученым, работающим с устройствами, в которых применяются магнитные поля.

Проведенное китайскими учеными исследование поможет развитию создания новых материалов с помощью нанотехнологий. По словамученых, в результате этой разработки создан простой и целесообразный метод формирования однокристаллических  нанотрубок на основе оксида железа. Следующей задачей, которая стоит перед учеными, является исследование влияния реакции на структуру белка яйца, приводящего к изменению его морфологии. Также Генг и его коллеги намереваются осуществлять синтез других нанотрубок чтобы определить эффект влияния на белок йонов различных маталлов.

По материалам nanotechweb.org