Nanocząstki magnetyczne i ich zastosowania
Aby zaprojektować magnetyczne NP do konkretnych zastosowań, trzeba zbadać ich strukturę atomową, powierzchniową i magnetyczną oraz dynamikę spinu. Dzięki unijnemu wsparciu, naukowcy z projektu NANOMAG (Magnetic nanoparticles and thin films for spintronic applications and high performance permanent magnets) skupili się na stworzeniu magnetycznych materiałów nanostrukturalnych do stosowania w magnesach trwałych, spintronice oraz biomedycynie. Konsorcjum, złożone z sześciu wiodących uniwersytetów europejskich i instytutów badawczych, jednego laboratorium koreańskiego i trzech amerykańskich, utworzyło sieć badań magnetycznych materiałów nanostrukturalnych, ze szczególnym uwzględnieniem tlenków metali przejściowych i ziem rzadkich, w cienkich warstwach oraz materiałach litych. Przy pomocy innowacyjnej techniki syntezy wytworzono liczne nowe, twarde międzymetaliczne NP ziem rzadkich do wykorzystania w magnesach trwałych, oraz zbadano ich strukturę. Następnie uzyskano nanoprzewody i cienkie warstwy oraz zbadano ich właściwości strukturalne. Dalsze prace koncentrowały się na syntezie i charakterystyce 14 molekularnych magnesów organicznych (MOM). Dwa z nich wybrano do przygotowania cienkich warstw. Sfunkcjonalizowane MOM osadzono na cienkich warstwach tlenków metali przejściowych, stosując połączenie istniejących uprzednio technik uzyskiwania monowarstwy. Zsyntetyzowano też i opisano magnetyczne nanociecze, aby określić możliwość zastosowania ich w terapii i obrazowaniu biomedycznym. Jednym z celów była magnetyczna hipertermia, eksperymentalna technika wykorzystująca ciepło generowane przez magnetyczne NP do zabijania komórek nowotworowych. Materiały te wykazały wysoce swoistą absorpcję sprzyjającą wydajności. Prace uczestników projektu zwieńczyło wytworzenie i zbadanie prototypowych urządzeń spintronicznych, uzyskanych poprzez połączenie nakładania i samoorganizacji monowarstw molekularnych kompleksów magnetycznych. Projekt NANOMAG położył podwaliny pod dalsze prace rozwojowe, które powinny doprowadzić do stworzenia kolejnych prototypów urządzeń nanomagnetycznych. Sieć badawcza przyczyniła się też do zacieśnienia międzynarodowej współpracy, która przyniesie korzyści wszystkim partnerom.
Słowa kluczowe
Nanocząstki magnetyczne, spintronika, magnesy trwałe, biomedycyna, NANOMAG
