Добірка наукової літератури з теми "Наночастинки магнітні"

Актуальність теми дослідження. Актуальним науково-практичним завданням є розробка автоматизованої системи управління сепаратора, з метою точного підтримання режимних параметрів. Постановка проблеми. Головна мета цієї роботи полягає в розробці методів контролю магнітних і режимних параметрів системи магнітної сепарації за фракціями наночастинок у ліпідних оболонках. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Для магнітного поділу магнітно-сприйнятливих частинок (молекул, колоїдних частинок) у потоці рідини застосовується технологія Mаgnеtiс Split-flоw thin Frасtiоnаtiоn (SPLITT) [9]. SPLITT – технологія магнітної сепарації в тонких каналах (<0,5 мм) з розсікачем потоків, орієнтованих перпендикулярно магнітному полю. Удосконалення технології поділу можливо шляхом заміни магнітної системи, традиційної для SPLITT, магнітною системою, яка використовується у ферогідростатичних сепараторах, з більшою областю однорідного градієнта в робочому проміжку. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Виробництво нанопрепарату для цільової доставки лікарських засобів і візуалізації (діаметр магнітних наночастинок 20…80 нм) передбачає виділення із вихідного препарату наночастинок середньої фракції. Існуючі на сьогодні магнітні методи сепарації не дозволяють цього зробити. Одним із рішень є удосконалення магнітної системи Фарадея, з метою отримання великої області однорідного градієнта магнітного поля в робочому проміжку. Це дає можливість розмістити в зазначеній області сепараційний канал, конструкція якого дозволяє розділити вихідний препарат на три фракції. Розроблена магнітна система, яка створює в робочій області високоградієнтне магнітне поле, яке впливає на траєкторії руху магнітних наночастинок, що рухаються в потоці рідини в сепараційному каналі. Також розроблена конструкція сепараційного каналу, яка дозволяє розділяти потоки рідини, які несуть наночастинки різних фракцій. Запропонована система призначена розділяти вихідний нанопрепарат на наступні фракції: дрібні наночастинки з розміром магнітного ядра 20 нм і менше (у тому числі порожні ліпідні оболонки); середні наночастинки (діаметр ядра 20...80 нм); великі наночастинки (діаметр ядра 81…100 нм). На сьогодні завдання полягає у створенні методів розрахунку автоматизованої системи, що забезпечить необхідні магнітні й режимні параметри сепараційної системи. Мета дослідження. Метою цієї роботи є розробка методів моніторингу магнітних та режимних параметрів системи магнітної сепарації для фракцій наночастинок у ліпідних оболонках. Виклад основного матеріалу. Для поділу наночастинок фракціями необхідно, щоб частинки різних розмірів рухалися вздовж різних траєкторій під дією магнітних та гідродинамічних сил. На траєкторію частинок впливає її розмір, магнетизація та градієнт поля. Щоб максимізувати відхилення намагнічених частинок від спрямування потоку випарного продукту, конструкція системи розділення передбачає генерацію магнітної сили, напрямок якої перпендикулярний напрямку потоку відокремленого продукту. Для забезпечення необхідних експлуатаційних параметрів процесу поділу пропонується використовувати автоматизовану систему керування з використанням нейроконтролера. Висновки відповідно до статті. Розроблена система сепарації дозволяє розділяти фракції наночастинок у потоці рідини, що підтверджується чисельним моделюванням. Без застосування автоматизованої системи управління режимними параметрами процесу магнітної сепарації неможливо забезпечити поділ фракцій наночастинок, оскільки навіть незначне відхилення від розрахункових параметрів призведе до спотворення профілю швидкостей рідини. Одним із найбільш перспективних підходів реалізації автоматизованого управління є застосування нейроконтролера. Подальша робота в зазначеному напрямку буде полягати у формуванні алгоритму управління на базі нейроконтролера. Підтвердженням достовірності отриманих методів будуть результати експериментальних досліджень.

Роботу присвячено дослідженню методів удосконалення оптичних біосенсорних приладів на основі поверхневого плазмонного резонансу та поверхнево-посиленому комбінаційному розсіюванні (SERS) при застосуванні гібридних наноструктур і метаматеріалів. Розглянуто схеми використання гібридних магнітно-плазмонних наночастинок, біметалевих і діелектричних багатошарових плівок, дифракційних структур, CD дисків і Фано-резонансних метаматеріалів.

Наведено методику та результати експериментів з реєстрації магнітних наночастинок в колоїдному розчині з використанням комбінованого ефекту ультразвуку та постійного магнітного поля. Обговорюється можливість використання даної методики для контролю вмісту магнітних наночастинок в біологічному середовищі. Пропонована робота спрямована на вирішення однієї з проблем, що виникають при реалізації цільової доставки лікарських засобів до патологічної зони організму людини. Ця проблема є оперативною (тобто за короткий час), що забезпечує високу точність визначення in vivo концентрацій лікарського засобу в цільовій області.

Наведено методику та результати експериментів з реєстрації магнітних наночастинок в колоїдному розчині з використанням комбінованого ефекту ультразвуку та постійного магнітного поля. Обговорюється можливість використання даної методики для контролю вмісту магнітних наночастинок в біологічному середовищі. Пропонована робота спрямована на вирішення однієї з проблем, що виникають при реалізації цільової доставки лікарських засобів до патологічної зони організму людини. Ця проблема є оперативною (тобто за короткий час), що забезпечує високу точність визначення in vivo концентрацій лікарського засобу в цільовій області.

Nanotechnologies have prospects for development as the result of studying this field of science can be used in many fields of human activity [2-4]. Science itself nanotechnology is poorly understood, which is the basis of its relevance for today. Various devices and materials created with the help of nanotechnology are becoming a logical step towards improving technical systems and scientists predict the triumph of nanotechnology in the very near future, as they penetrate most of the branches of production.

Магістерська дисертація: 84 сторінки, 2 рисунки, 37 таблиць, 81 джерела. Біосорбція є одним з універсальних методів очистки води від іонів важких металів, що є економічно вигідною та екологічною альтернативою іншим промисловим методам. Однією з переваг даного методу є можливість застосування низьковартісних сорбентів, таких, як відходи біосами. Тому актуальним є пошук дешевого та простого для вилучення біологічного сорбенту, яким може стати активний мул водоочисних споруд. Метою роботи є визначення оптимального режиму отримання магнітокерованої фракції активного мулу для виготовлення магнітокерованого сорбенту на його основі. Об’єкти дослідження: геноми і протеоми мікроорганізмів активного мулу, присутніх в зразку, геном магнітотаксисної бактерії (МТБ) Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1, біомаса активного мулу «Чернігівводоканалу», високоградієнтна магнітна сепарація, високоградієнтні феромагнітні насадки. Предмети дослідження: ефективність вилучення магнітокерованої фракції активного мулу методом високоградієнтної магнітної сепарації. В роботі використано такі методи дослідження: біоінформатичний, метод високоградієнтної магнітної сепарації. В ході дослідження було показано, що мікроорганізми в складі активного мулу є потенційними продуцентами БМН; визначено, що найбільш ефективним для вилучення магнітокерованої фази активного мулу є режим швидкості 1,5 мл/хв та феромагнітна насадка у вигляді сітки – ефективність склала близько 20%.
Master’s thesis: 84 pages, 2 figures, 37 tables, 81 sources. Biosorption is an innovative method of removing heavy metal pollution, it is economically beneficial and ecological alternative to other industrial methods. One of its main benefits is an ability to use low cost biological adsorbents, as a waste biomass. Therefore it is important to search low cost, effective and easy to extract adsorbent, and waste biomass of activated sludge can be a material wich possesses such qualities. The aim of this work is to find an optimal speed mode and matrix to extract magnetically controlled phase of activated sludge for further sorbent production. Objects of study: genomes and proteomes of microorganisms of activated sludge, genome of magnetotaxis bacteria Magnetospirillum ryphiswaldense MSR-1, activated sludge biomass from «Chernihivvodokanal» plant, high gradient magnetic separation, high gradient ferromagnetic matrixes. Subject of study: the efficiency of activated sludge magnetically controlled phase removal using high efficiency magnetic separation method. The following research methods are used: bioinformatics, high efficiency magnetic separation method. The study shows that among microorganisms of activated sludge potential producers of BMN are found; the most efficient separation mode was 1,5 ml/min using ferromagnetic mesh as a matrix – approximately 20%.

Мета роботи полягала у побудові моделі для теоретичного опису спрямованого транспорту однодоменних феромагнітних наночастинок у в’язкій рідині, індукованого сумісною дією обертального магнітного поля і змінного градієнтного магнітного поля. Актуальність цієї роботи зумовлена насамперед реальними перспективами використання таких частинок для доставки лікарських засобів до уражених органів. Дослідження виконано в рамках моделі жорстких диполей з використанням теоретичних і чисельних методів аналізу динамічних систем. У наближенні малих чисел Рейнольдса отримано систему інтегро-диференціальних рівнянь, що описують поступальний та обертальний рухи наночастинок в градієнтному та обертальному магнітних полях. У випадку коли зміщення частинки за період обертального поля є малим у порівнянні з її розміром, ця система зведена до системи значно простіших ефективних диференціальних рівнянь. Їх аналіз показав, що при таких умовах може існувати спрямований транспорт наночастинок.

Метою даної роботи є аналіз найбільш загальних фізичних властивостей ізольованих феромагнітних наночастинок, що описуються детерміністичним методом, та перспектив їх практичного використання. У відповідності з цією метою в роботі отримано умову однодоменного стану феромагнітних наночастинок, введено концепцію їх магнітної енергії, а також сформульовані рівняння, що описують динаміку намагніченості таких наночастинок, розподілених як в твердій, так і рідкій матриці. За допомогою цих рівнянь можна дослідити широке коло важливих процесів, що протікають в системах наночастинок, в тому числі – з точки зору практичних застосувань. В роботі проаналізовано існуючі методи поздовжнього та перпендикулярного запису інформації в феромагнітних середовищах, а також перспективи використання однодоменних наночастинок в якості носіїв інформації у біт-структурованих матеріалах. Проаналізовано також перспективи використання таких частинок в біомедицині, зокрема, в магнітній гіпертермії – інноваційному методі лікування раку шляхом введення феромагнітних наночастинок у ракову пухлину та їх нагрівання змінним магнітним полем – та адресній доставці ліків, що адсорбовані на поверхні наночастинок.

В роботі використано математичний підхід, який базується на повній системі динамічних рівнянь руху, а саме, на (1) рівнянні Ландау-Ліфшиця (або рівнянні Ландау-Ліфшиця-Гільберта), що описує часову залежність напрямку намагніченості в наночастинці, (2) основному рівнянні обертального руху цієї частинки, та (3) кінематичному рівнянні, що пов'язує напрямок легкої осі намагнічування частинки з вектором її кутової швидкості. В рамках цього підходу вперше передбачено існування обертального руху магнітно-ізотропних феромагнітних наночастинок, що відбувається у в'язкій рідині під дією зовнішнього обертального магнітного поля. Встановлено, що, на відміну від анізотропних частинок, обертання яких індукується переважно механічним обертальним моментом, що породжується зовнішнім магнітним полем, обертання ізотропних частинок відбувається виключно внаслідок дисипативних процесів в системі “магнітна наночастинка – в'язка рідина”.

Дисертацію присвячено комплексному дослідженню магніторезистивних і оптичних властивостей та газової чутливості приладових систем на основі масивів магнітних наночастинок (НЧ) NiFe2O4, СоFe2O4, Fe3O4 у провідній немагнітній матриці Ag або мультишарового графену. У роботі проаналізовано зв'язок між структурним станом НЧ і магніторезистивними, магнітооптичними та оптичними властивостями наноприладових систем. Встановлено механізми формування масивів спін-вентильних переходів при збільшенні товщини провідної матриці Ag від 5 до 20 нм і умов її температурної обробки (Тв = 600 К) та їх внесок у величину магнітоопору. Експериментально вивчено характер зміни електричного опору наноструктурованих шарів від умов температурної обробки (Тв = 1100 К) та досліджено вплив декорування поверхні мультишарового графену масивами НЧ NiFe2O4 для покращення чутливості до шкідливого газу NO2 на 40 %. Результати досліджень можуть бути використані як практичні рекомендації при побудові наноструктурованих чутливих елементів датчиків різного функціонального призначення.
Диссертация посвящена комплексному исследованию магниторезистивных и оптических свойств, газовой чувствительности приборных систем на основе массивов магнитных наночастиц (НЧ) NiFe2O4, СоFe2O4, Fe3O4 в проводящей немагнитной матрице Ag или мультислойного графена (МСГ). В работе изучены особенности и условия формирования двухмерных наноструктур из наночастиц и мультислойного графена на подложках SiO2 (500 нм) / Si (001) с использованием методик спин-коатинга и Ленгмюра – Блоджетт. Проанализирована связь между структурным состоянием НЧ и магниторезистивными, магнитооптическими и оптическими свойствами наноприборных систем. Установлены зависимости оптических параметров от характера распределения массивов наночастиц или фрагментов МСГ на подложке. Установлены механизмы формирования массивов спин-вентильных переходов при увеличении толщины проводящей матрицы Ag от 5 до 20 нм и условий ее температурной обработки (То = 600 К) и их вклад в величину магнитосопротивления. Разработана теоретическая модель, позволяющая оценить величину вклада рассеивания электронов на ферромагнитных частицах в электрическое сопротивление массивов магнитных наночастиц в проводящей матрице Ag до и после еѐ термообработки (То = 600 К). Экспериментально изучен характер изменения электрического сопротивления наноструктурированных слоев от условий температурной обработки (То = 1100 К) и исследовано влияние декорирования поверхности мультислойного графена массивами наночастиц NiFe2O4 для улучшения чувствительности к вредному газу NO2 на 40 %, а также предложен механизм взаимодействия чувствительного материала приборных структур и газа NO2. Исследовано влияние температуры (То = 1100 К) на величину газовой чувствительности МСГ и установлены оптимальные условия термообработки для получения наиболее эффективных чувствительных элементов с минимальным уровнем шума. Изучено влияние размеров фрагментов МСГ на газовую чувствительность датчиков на их основе. Результаты исследований могут быть использованы как практические рекомендации при построении наноструктурированных чувствительных элементов датчиков разного функционального назначения.
The thesis is devoted to the complex investigation of magnetoresistive and optical properties and sensitivity to gases of instrumentation systems based on arrays of nanoparticles (NP) NiFe2O4, СоFe2O4, Fe3O4 in Ag conductive matrix or multilayered graphene. In this work an interconnection between the structural features of the NP and magnetoresistive, magnetooptical and optical properties of instrumentation systems was analyzed. The mechanisms of formation of arrays of spin-valve junctions while increasing the thickness of Ag conductive matrix from 5 to 20 nm, conditions of it temperature treatment and their influence on the value of magnetoresistance were established. Electrical resistance changes of nanostructured layers depends on conditions of thermal treatment (Tt = 1100 K) were experimentally studied and an effect of decoration of multilayered graphene by arrays of NiFe2O4 NPs for increasing of sensitivity to NO2 gas by 40% was investigated. The results of research can be utilized as practical recommendation while develop the nanostructured sensitive elements of the sensors with different functional purposes.

Дисертацію присвячено комплексному дослідженню магнітооптичних, оптичних властивостей, структурно-фазового стану, морфології та умов формування масивів НЧ Ni і Co методом термодиспергування тонких металевих шарів на аморфних підкладках. У роботі вивчено вплив умов термообробки, матеріалу підкладки, ефективної товщини плівок на морфологію масивів НЧ. Методом просвітлювальної електронної мікроскопії досліджено структурно-фазовий стан масивів НЧ Ni і Co на поліімідних (ПІ) підкладках, а також особливості фазоутворення в структурах на основі плівки Cu та масивів НЧ Ni (Co) на ПІ (Si3N4/Si)-підкладках. Методом атомно-силової мікроскопії досліджена морфологія масивів НЧ на Si3N4/Si-підкладках. Досліджені магнітооптичні властивості свіжосконденсованих та відпалених тонких шарів Ni і Co. Проведене теоретичне моделювання петель магнітного гістерезису масивів НЧ Ni і Co. За даними спектроскопічної еліпсометрії, розрахована середня товщина масивів НЧ Co відповідно корелює із величиною середньої висоти НЧ на АСМ-зображеннях. У результаті досліджень були розроблені рекомендації щодо застосування метода термодиспергування тонких металевих шарів для формування масивів магнітних НЧ Ni і Co з вузьким розподілом за розміром на великих підкладках. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34529
Диссертация посвящена комплексному исследованию магнитооптических, оптических свойств, структурно-фазового состояния, морфологии и условий формирования массивов НЧ Ni и Co методом термодиспергирования тонких металлических слоѐв на аморфных подложках. В работе изучено влияние условий термообработки, материала подложки, эффективной толщины плѐнок на морфологию массивов НЧ. Методом просвечивающей электронной микроскопии изучено структурно-фазовое состояние массивов НЧ Ni и Co на полиимидных (ПИ) подложках, а также особенности фазообразования в структурах на основе пленки Cu и массивов НЧ Ni (Co) на ПИ (Si3N4/Si)-подложках. Методом атомно-силовой микроскопии исследована морфология массивов НЧ на Si3N4/Si-подложках. Исследованы магнитооптические свойства свежесконденсированных и отожженных тонких слоѐв Ni и Co. Установлено влияние морфологии массивов НЧ на магнитооптические свойства. Проведенные методами просвечивающей электронной и атомно-силовой микроскопии исследования свежесконденсированных тонких слоев Ni и Co на разных материалах подложки показали, что пленки на ПИ-подложках имеют сплошную ультрадисперсную структуру даже при малых толщинах 1–1,5 нм. Для образцов на массивных Si3N4/Si- и Al2O3-подложках переход от островковой к сплошной пленке происходит при толщинах 5–7 нм. Размер полученных после отжига НЧ в массивах на ПИ подложках в среднем в 1,5–2 раза меньше, чем на массивных Si3N4/Si и Al2O3. Данные электронографии показали, что после отжига все полученные НЧ, как Ni, так и Co, имеют ГЦК-фазу. На структуру отожженных образцов так же влияет режим термообработки. Экспериментально была установлена оптимальная скорость нагревания образцов (50 К/мин). В целом наблюдается увеличение средних размеров НЧ и уменьшение их количества с увеличением температуры отжига, что объясняется проявлением оствальдовского дозревания НЧ. Исследования МОКЕ показали, что полученные массивы НЧ находятся в ферромагнитном состоянии, причем с увеличением размеров НЧ наблюдается увеличение поля насыщения Ms и коерцитивности Hc. При конденсации матрицы Cu на массивы НЧ на ПИ-подложках наблюдается образование твердых растворов (Ni, Cu) и (Co, Cu), в то время как для НЧ на Si3N4/Si происходит формирование структур типа [матрица Cu / т. р. (Co, Cu) + НЧ Co]/П, о чем свидетельствует гистерезис на МОКЕ-зависимостях. Использованные в работе геометрические модели и соотношения для расчета реального размера НЧ по АСМ изображениям позволили провести точное моделирование петель магнитного гистерезиса полученных наноструктур. При расчетах использовались как оригинальные АСМ-изображения массивов НЧ, так и обработанные согласно описанным моделям. В результате обработки форма НЧ приближается от плоской к эллиптической и сферической. Проведены исследования оптических свойств массивов НЧ Co. Рассчитанная по данным эллипсометрии средняя толщина массивов НЧ Co хорошо коррелирует со значением средней высоты НЧ на АСМ-изображениях. В результате исследований были разработаны рекомендации по использованию метода термодиспергирования тонких металлических слоѐв для формирования массивов магнитных НЧ Ni и Co с узким распределением по размерам на больших подложках. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34529
The thesis is devoted to the study of magnetooptical and optical properties, structural- phase state, morphology and formation conditions of arrays of Ni and Co nanoparticles (NPs) by thermal dewetting of thin metal layers on amorphous substrates. In this work, the effect of thermal annealing conditions, substrate material, initial effective film thickness on the morphology of NP arrays was studied. By method of transmission electron microscopy and atomic force microscopy the structural phase state of Ni and Co NP arrays on polyimide (PI) substrates has been studied, as well as the phase formation in structures based on Cu film and Ni (Co) NP arrays on PI (Si3N4/Si) substrates. Morphology of NP arrays on Si3N4/Si substrates was investigated by atomic force microscopy. Magnetooptical properties of thin Ni and Co layers has been studied before and after annealing. The theoretical modeling of magnetic hysteresis loops of Ni and Co NP arrays done. According to spectroscopic ellipsometry data calculated average thickness of Co NPs correlates well with the value of average NPs height on AFM images. The studies allowed to develop guidelines for using of thermal dewetting thin metal layers method for producing of magnetic Ni and Co NP arrays with a narrow size distribution over large substrates. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34529