Magnetoelektrochemia nanocząsteczek
Dotychczas wykorzystanie magnetoelektrochemii, połączenia mechaniki płynów, elektrochemii i elektromagnetyzmu, w dużej mierze ograniczało się do skal makro i mikro. Aby rozszerzyć zastosowanie tej dziedziny o nanoskalę, naukowcy zainicjowali projekt IMAFECY (Impact of magnetic fields on electrochemistry – fundamental aspects and future applications). W tym celu zbadano, zarówno teoretycznie, jak i doświadczalnie, wpływ pól magnetycznych na elektrochemię nanocząsteczek. Materiały te, których wymiary mieszczą się poniżej wartości 100 nanometrów, cieszą się dużym zainteresowaniem naukowców, ponieważ ich właściwości można precyzyjnie dostroić poprzez zmianę ich rozmiaru. Są także wykorzystywane do zastosowań medycznych i w rozmaitych produktach konsumenckich. Poprzez tzw. eksperymenty "oddziaływania nano" naukowcy po raz pierwszy prześledzili zbrylanie się nanocząsteczek magnetycznych indukowanych obecnością pól magnetycznych. Ponadto rozpad nanocząsteczek paramagnetycznych był silnie zahamowany. Naukowcy zyskali cenny wgląd w ten proces, wykorzystując kulometrię cząstki katodowej. Technika elektrochemiczna oddziaływań nano pomogła prześledzić nanocząsteczki metalu w prostych elektrolitach. Ich zastosowanie rozszerzono, aby umożliwić uczestnikom projektu IMAFECY zbadanie nanocząsteczek metalu w środowiskach wodnych, takich jak woda morska, oraz śledzenie nanocząsteczek organicznych. Na podstawie eksperymentów oddziaływania nano uzyskano także informacje o właściwościach fizykochemicznych, których zbadanie nie było możliwe przy użyciu żadnej innej techniki. Zaobserwowano, że transport masowy do i z poszczególnych nanocząsteczek oraz nanocząsteczek unieruchomionych na elektrodzie różni się znacznie. Poza przeprowadzeniem symulacji liczbowych naukowcy rozumowali, że za zmiany w reaktywności nanocząsteczek może odpowiadać różny transport materiałów sypkich, w porównaniu do materiałów masowych. Połączenie eksperymentów z teorią w ramach projektu IMAFECY pozwoliło lepiej zrozumieć współzależność między różnymi parametrami zaangażowanymi w magnetoelektrochemię w skali nano. Pierwsze rezultaty zaprezentowano w ponad 30 artykułach opublikowanych w czasopismach naukowych i podczas licznych konferencji międzynarodowych.
Słowa kluczowe
Magnetoelektrochemia, nanocząsteczka, eksperyment oddziaływania nano, elektrolit, symulacje numeryczne
