V tekočem magnetu pri sobni temperaturi se nanoploščice barijevega heksaferita (BHF) suspendirane v 1-butanolu spontano uredijo in tvorijo feromagnetno nematsko fazo. V taki koncentrirani suspenziji se nanoploščice orientairajo v velikih makroskopskih območjih in tvorijo magnetne domene. Ključni parameter stabilnosti suspenzije in tvorbe feromagnetne nematske faze je elektrostatična interakcija, na katero lahko vplivata topilo in koncentracija površinsko aktivne snovi, tj. dodecilbenzensulfonske kisline (DBSA). V tej študiji smo preučevali elektrostatične interakcije suspenzij nanoploščic, funkcionaliziranih z DBSA, v različnih alkoholih. Pripravili smo suspenzije v terc-butanolu, 1-heksanolu, 1-butanolu in 2-propanolu ter izmerili prevodnost, ozkokotno rentgensko sipanje (SAXS), dinamično sipanje svetlobe (DLS) in elektroforetsko mobilnost. Rezultati SAXS in meritve elektroforetske mobilnosti so potrdili koloidno stabilnost suspenzij, na katero ni vplivala sprememba koncentracije dodanega DBSA do koncentracije 1,3 mM. Pokazali smo, da dielektrična konstanta topila vpliva na površinski naboj, jakost elektrostatskega odboja med nanoploščicami in Debyevo dolžino. Izkazalo se je, da je ravnovesje med magnetno dipolarno privlačno interakcijo in elektrostatično odbojno bistveno za tvorbo feromagnetne nematske faze.
COBISS.SI-ID: 32638247
Amorfne prevleke so nastale iz mono-, di- in tetra-fosfonskih kislin na nanoploščicah barijevega heksaferita (BHF) pri različnih sinteznih pogojih. Prevleke, sintetizirane v vodi z di- ali tetra-fosfonskimi kislinami, so bile debelejše, kot bi lahko pričakovali iz velikosti liganda in površinske pokritosti, ki smo jo določili s termogravimetrično analizo. V članku predlagamo mehanizem za nastanek prevleke, ki temelji na neposrednih dokazih o površinskem raztapljanju/obarjanju BHF nanoploščic. Delno raztapljanje nanoploščic smo opazili z vrstično presevno elektronsko mikroskopijo z atomsko ločljivostjo, sproščene ione Fe (III) pa smo zaznali z energijsko disperzivno rentgensko spektroskopijo in spektroskopijo izgube energije elektronov v amorfni prevleki. Močna kemijska interakcija med površinskimi ioni Fe (III) s fosfonskimi ligandi povzroči raztapljanje BHF nanoploščic in posledično obarjanje Fe (III) -fosfonatov, ki tvorijo v porozno prevleko. Tako pridobljeni porozni nanomagneti so zelo odzivni na šibko magnetno polje (v velikostnem razredu Zemljinega magnetnega polja) pri sobni temperaturi, kar je velika prednost pred klasičnimi mezoporoznimi nanomateriali in kovinsko-organo-fosfonskimi ogrodji z omejenim šibkim magnetnim odzivom pri nekaj kelvinih. Kombinacijo poroznosti z lastno magneto-kristalno anizotropijo BHF bi lahko uporabili, na primer, kot sorbente za težke kovine iz onesnažene vode.
COBISS.SI-ID: 18142211
Uspešna realizacija feromagnetnih nematskih tekočih kristalov je odprla možnost eksperimentalnega preučevanja povsem novega sklopa temeljnih fizikalnih pojavov. V tem prispevku predstavljamo podrobno študijo statičnega odziva in zapletene dinamike feromagnetnih tekočih kristalov na zunanje magnetno polje. Eksperimentalni rezultate smo opisali z makroskopskim modelom. Dinamiko direktorja smo merili z optičnimi metodami in analizirali s pomočjo teoretičnega makroskopskega modela. Za razlago rezultatov je potrebna vpeljava disipativnega koeficienta križne sklopitve, ki opisuje dinamično sklopitev med dvema parametroma sistema, magnetizacijo in nematičnim direktorjem. V tem prispevku preučujemo odvisnost tega koeficienta od parametrov materiala in nasičene magnetizacije ter uporabljenega tekočega kristala. Kljub zapletenosti sistema teoretični opis omogoča pravilno interpretacijo rezultatov in je povezan z več mikroskopskimi parametri koloidne suspenzije.
COBISS.SI-ID: 31669287
Suspenzije magnetnih nanoploščic v izotropnih topilih so zelo zanimivi primeri ferofluidov. Nad določeno mejno 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. V tem delu predstavljamo študije razvoja pozicijskega in orientacijskega magnetnega reda kratkega dosega v suspenzijah z volumskimi deleži pod in nad mejno koncentracijo z uporabo ozkokotnega nevtronskega sipanja (SANS). Rezultati kažejo, da v odsotnosti zunanjega magnetnega polja že obstaja pozicijski in orientacijski red kratkega dosega pri sorazmerno majhnih koncentraciji. Polarizirano SANS je pokazalo, da je prispevek feromagnetnega urejanja k nastanku nematske faze pomemben. Feromagnetne korelacije lahko kvalitativno razložimo s preprostim modelom, ki upošteva anizotropno senčeno elektrostatično in dipolarno magnetno interakcijo.
COBISS.SI-ID: 32517415
Izvedli smo primerjalno študijo odvisnosti podvajanja optične frekvence (SHG) osnovnega laserskega žarka z valovno dolžino 800 nm od uporabljene zunanje napetosti med standardnim nematičnim tekočim kristalnim materialom in analognim feromagnetnim nematskim tekočim kristalnim materialom. Za feromagnetni material smo preučili tudi odvisnost SHG od uporabljenega magnetnega polja. Analizirane so bile tri različne kombinacije polarizacije osnovnega in podvojenega svetlobnega snopa. Signal SHG, ki ga opazimo v prvem materialu, pripisujemo kombinaciji električnega polja, ki ga povzroča SHG (EFISHG), in fleksoelektrične deformacije, povzročene z SHG, medtem ko je signal SHG, opažen v slednjem materialu, pripisan izključno fleksoelektrični deformaciji SHG. Dobljene odvisnosti signala SHG od povezane optične fazne razlike kažejo, da v najugodnejši polarizacijski kombinaciji prispevka ustvarjata približno enako učinkovito nelinearno optično občutljivost.
COBISS.SI-ID: 3365476