Anizotropija v materialih lahko poveča njihovo uporabnost. Kristalna in/ali oblikovna anizotropija materialov pogojuje orientacijsko odvisne fizikalne lastnosti. Na primer poseben razred materialov, heksaferiti, izkazujejo enoosno magnetno anizotropijo zaradi anizotropne magnetoplumbitne kristalne strukture. Heksaferiti kristalizirajo v obliki tankih heksagonalnih ploščic z lahko osjo magnetizacije kristalni smeri c, to je pravokotno na osnovno kristalno ravnino. Posledično je ena sama heksaferitna nanoploščica nanomagnet z orintecijsko odvisnim odzivom na zunanje magnetno polje. Da bi izkoristili posebne magnetne lastnosti heksaferitnih nanoploščic, jih moramo sintetizirati v mokrem in uporabiti v obliki stabilnih suspenzij. Nanomagnetne ploščice je mogoče: (i) vgraditi v različne matrike za izdelavo kompozitov, (ii) urediti iz suspenzij v višje strukturirane plasti ali volumenske materiale ali (iii) hibridizirati s funkcionalnimi organskimi molekulami. Vse te možnosti so omogočile razvoj novih naprednih materialov. V tem prispevku predstavljamo naš izvirni pristop k sintezi heksaferitnih nanomagnetnih ploščic, vključno z možnostmi uravnavanja interakcijskih sil med nanoploščicami, ki so omogočile razvoj spontano namagnetenih debelih plasti, novih magneto-optičnih kompozitov in feromagnetnih suspenzij. Pojasnili smo vpliv magnetokristalne in oblikovne anizotropije teh nanomagnetov za razvoj novih naprednih materialov in predstavili njihovo možno uporabo.
B.04 Vabljeno predavanje
COBISS.SI-ID: 30765863Predstavljeno na Gordon Conference, GRC Liquid Crystals: Soft Order and Topology Motives in Biomedicine, Nanoscience, Cosmology, Living Matter and Emergent Industries, 7-12 July 2019, New London, NH, USA Suspenzije magnetnih ploščic so zelo zanimiv primer ferofluidov. Nad določeno koncentracijo takšne suspenzije tvorijo feromagnetno nematsko fazo, zaradi česar je ta sistem edinstven primer dipolarne tekočine. Nastanek nematske faze poganjajo anizotropne elektrostatične in dipolarne magnetne interakcije dolgega dosega. Če je plast suspenzije izpostavljena izmeničnemu magnetnemu polju, se nad določeno frekvenco oblikujejo magnetne domene v obliki trakov, v smeri pravokotni na magnetno polje. Proge opazimo tudi pri suspenzijah, ki so sprva izotropne in posledično paramagnetne. Širina trakov je odvisna od koncentracije ploščic v suspenziji, ne pa od debeline plasti. Poleg tega opazimo makroskopski tok vzdolž črt. Z uporabo polarizacijske mikroskopije in korelacijske video mikroskopije smo preučevali nastanek črt, povprečno orientacijo ploščic v črtah in merili makroskopski tok. Ugotovili smo, da povprečna orientacija v sosednjih trakovih niha v nasprotnih smereh okoli smeri črt, kar kaže, da je magnetna orientacija v sosednjih trakovih nasprotna. Smer toka je odvisna od položaja, tako da je hitrost v središču črte enaka in doseže največjo, a nasprotno vrednost na vsakem robu traku. Dinamični nastanek magnetnih domen kaže, da so orientacijske korelacije med sosednjimi ploščicami prisotne tudi v izotropni fazi in kažejo na močno povezavo med kolektivno orientacijo in tokom, kar je najverjetneje posledica oblike ploščic.
B.04 Vabljeno predavanje
COBISS.SI-ID: 32517159Predstavljeno na Optimal design of soft matter - including a celebration of Women in Materials Science (WMS) : workshop Optimal design of complex materials, 14th January 2019 to 18th January 2019, Cambridge. Cambridge: Isaac Newton Institute for Mathematical Sciences. 2019 (https://www.newton.ac.uk/seminar/20190118110011451) Polarni red, feromagnetni ali feroelektrični, je v 3D tekočinah redko opažen. V tem predavanju bom razpravljala, kaj je vzrok za to in predstavila dva primera, kako lahko oblika konstituentov vodi do polarnega reda. Prvi primer je feromagnetna tekoča faza, ki se pojavi v suspenzijah magnetnih nanoploščic v izotropnem topilu kot posledica oblike ploščic. Drugi primer je ferroelektrična pahljačasta faza, ki se pojavi v materialih narejenih iz molekul klinaste oblike.
B.04 Vabljeno predavanje
COBISS.SI-ID: 32516903Mentorstvo pri magistrskem delu: Suspenzijo feromagnetnih delcev imenujemo feromagnetni ferofluid, če tvori feromagnetno fazo. V tem delu so predstavljeni rezultati, opažanja in meritve na feromagnetni suspenziji nanoploščic dispergiranih v terc-butanolu. To vključuje meritve magnetne histereze s pomočjo magnetometra z vibrirajočim vzorcem, meritve difuzijskih konstant z dinamičnim sipanjem svetlobe ter meritve dinamike progaste strukture, ki se pojavi v izmeničnem magnetnem polju.
D.10 Pedagoško delo
COBISS.SI-ID: 3259236Veliko razmerje med površino in prostornino nanodelcev in, s tem povezana velika kemijska reaktivnost, nam omogoča, da prilagodimo njihovo površinsko kemijo za različne namene. Vendar pa visoka površinska reaktivnost istočasno zmanjšuje kemijsko stabilnost nanodelcev v primerjavi z groboznatimi materiali enake sestave in strukture. Razpravljali bomo o koristnih in škodljivih vplivih površinskih ligandov na fizikalno-kemijske lastnosti nanodelcev. Podrobnejša predstavitev je vključevala dva primera iz naših študij. Najprej smo predstavili nanodelce NaYF4, dopirane z lantanoidi, tj. nanodelci z energijsko pretvorbo navzgor (UCNPa), ki oddajajo vidno ali bližnjo infrardečo svetlobo po vzbujanju z bližnjo infrardečo svetlobo z nižjo energijo. Preučevali smo jih kot alternativne večmodalne biooznačevalce, vendar je njihova uporaba vprašljiva zaradi površinskega ugašanja luminiscence in kemijske nestabilnosti v vodnih medijih. Predlagamo optimalno površinsko kemijo za ohranjanje svetlih in kemično stabilnih UCNPa. Drugič, predstavili smo površinsko kemijsko optimizacijo magnetnih nanoploščic barijevega heksafrita (BHF NPL), ki je privedla do razvoja prve feromagnetne tekočine in tekočega magneta pri sobni temperaturi. Predstavili smo prve dokaze o raztapljanju BHF NPL, saj se BHF velja za praktično netopnega v vodi. Predlagamo možni mehanizem raztapljanja.
B.04 Vabljeno predavanje
COBISS.SI-ID: 32423719