Magnetische Nanopartikel und ihre Verwendung

Magnetische Nanopartikel (Nanoparticles, NPs) sind für miniaturisierte Geräte von großem Interesse. Wissenschaftler synthetisierten und beschrieben eine Vielzahl neuer Materialien und legten dabei einen Schwerpunkt auf Spintronik, Permanentmagneten und Biomedizin.

Gesundheit

Um magnetische NP für bestimmte Anwendungen zu entwerfen, muss die Atom-, Oberflächen- und Magnetstruktur oder die Spindynamik charakterisiert werden. Mit Unterstützung der EU zielten die Wissenschaftler des Projekts NANOMAG (Magnetic nanoparticles and thin films for spintronic applications and high performance permanent magnets) auf die Entwicklung von magnetischen nanostrukturierten Materialien für die Anwendung in Permanentmagneten, im Bereich der Spintronik oder im Bereich der Biomedizin ab. Das aus sechs bekannten europäischen Hochschulen und Forschungseinrichtungen sowie einem koreanischen und drei US-amerikanischen Laboratorien bestehende Konsortium richtete ein Forschungsnetz für magnetische nanostrukturierte Materialien ein. Hierbei standen Seltenerd- sowie Übergangsmetalloxide in Bulk und Dünnfilmen im Fokus. Die Wissenschaftler stellten über ein innovatives Syntheseverfahren eine Reihe neuartiger, harter, intermetallischer Seltenerd-Nanopartikel zur Verwendung in Permanentmagneten her und führten daraufhin eine strukturelle Beschreibung durch. Anschließend stellten die Forscher Nanodrähte und Dünnfilme her und wurden die strukturellen Eigenschaften analysiert. Im Weiteren wurde die Arbeit auf die Synthese und Beschreibung von 14 organisch-basierten Molekularmagneten (Molecular Organic-based Magnets, MOMs) ausgerichtet. Es wurden zwei MOMs für die Dünnfilmherstellung ausgewählt. Des Weiteren wurden funktionalisierte MOMs mithilfe von bewährten Verfahren auf Übergangsmetalloxid-Dünnfilmen abgelagert, um die Erstellung einer Monoschicht zu erreichen. Abschließend wurden magnetische Nanofluide synthetisiert und charakterisiert, um zu bestimmen, ob sich diese für Anwendungen in der biomedizinischen Therapie und Bildgebung eignen. Ein Ziel war magnetische Hyperthermie, ein experimentelles Verfahren zur Bekämpfung von Krebszellen, bei dem die von magnetischen NP erzeugte Wärme genutzt wird. Die Materialien demonstrierten bereits eine hohe spezifische Absorption, welche die Effizienz begünstigt. Die Projektarbeit führte über eine Kombination aus Ablagerung und Selbstorganisation von Monoschichten molekularer Magnetkomplexe zur erfolgreichen Herstellung sowie Prüfung von Prototypen-Spintronikgeräten. Durch NANOMAG wurde die Grundlage für weitere Entwicklungsarbeit gelegt, die zur Entwicklung weiterer nanomagnetischer Prototypengeräte führen soll. Das Forschungsnetz bereitete außerdem den Weg für internationale Zusammenarbeit, die allen Beteiligten zugutekommen soll.

Schlüsselbegriffe

Magnetische Nanopartikel, Spintronik, Permanentmagneten, Biomedizin, NANOMAG

Magnetic Nanoparticles and Thin Films for Spintronic Applications and High Performance Permanent Magnets

Magnetische Nanopartikel und ihre Verwendung

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