Впервые синтезирован и изучен магнитный жидкокристаллический материал с гексагональной колончатой (72.5-96.5)°С мезофазой, в котором однодоменные магнитные (γ-Fe₂O₃) наночастицы (типа «ядро в оболочке») инкапсулированы в жидкокристаллический поли(пропилен-иминовый) дендример. Наличие жидкокристаллической фазы позволило установить, что наночастицы (среднего диаметра 2.5 нм) имеют одноосную магнитную анизотропию и завышенное значение константы анизотропии в отличие от объёмного γ-Fe₂O₃ материала.

Лаборатория молекулярной радиоспектроскопии КФТИ КазНЦ РАН.
Зав. лабораторией: д.ф.-м.н. проф. Овчинников И.В.
Исполнитель: д.ф.-м.н. Домрачева Н.Е.

Методом электронного магнитного резонанса (ЭМР) и мёссбауэровской спектроскопии исследованы однодоменные γ-Fe₂O₃ наночастицы (НЧ) среднего диаметра 2.5 нм, инкапсулированные в жидкокристаллический поли(пропилен иминовый) ППИ дендример второй степени генерации, способный самоорганизовываться в колончатые структуры. С вариацией температуры зафиксирован переход ансамбля НЧ из суперпарамагнитного в ферримагнитное состояние и определена температура блокировки (60 К). Рассчитаны магнитные характеристики НЧ: величина магнитного момента и магнитной анизотропии. Установлено, что константа анизотропии НЧ существенно больше, чем у макроскопического (объёмного) γ-Fe₂O₃ материала вследствие влияния поверхностной анизотропии и анизотропии формы. Угловая зависимость положения линии ЭМР для образца, охлаждённого из жидкокристаллической фазы в присутствии магнитного поля, позволила показать, что НЧ обладают одноосной магнитной анизотропией в отличие от кубической анизотропии, свойственной объёмному материалу. Мёссбауэровская спектроскопия показала, что НЧ состоят из α-Fe ядра (15 %), покрытого оксидной γ-Fe₂O₃ (85%) оболочкой.

Col_h

П. 6. Актуальные проблемы физики конденсированных сред, в том числе квантовой макрофизики, мезоскопики, физики наноструктур, спинтроники, сверхпроводимости.

Публикации:

1. Domracheva N.E., Pyataev A.V., Manapov R.A., Gruzdev M.S.: Magnetic resonance and mossbauer studies of superparamagnetic γ-Fe₂O₃ nanoparticles encapsulated into liquid crystalline poly(propylene imine) dendrimer. Chem. Phys. Chem. 12, iss. 163009-3019 (2011)
2. . International Conference "Resonances in Condensed Matter" devoted to the centenary of S.A. Altshuler, June 21-25, 2011, Kazan, Russia. Domracheva N.E., Pyataev A.V., Manapov R.A., Gruzdev M.S.: Magnetic resonance and Mossbauer stadies of superparamagnetic γ-Fe₂O₃ nanoparticles encapsulated into liquid crystalline poly(propylene imine) dendrimer (poster)
3. Всероссийская конференция с международным участием «Спектроскопия и томография электронного парамагнитного резонанса в химии и биологии», 6 – 10 октября 2011, Москва. Домрачева Н.Е., Пятаев А.В., Манапов Р.А., Груздев М.С.: Электронный магнитный резонанс γ-Fe₂O₃ наночастиц инкапсулированных в жидкокристаллический дендример (устн.)
4. XVIII Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем», 4 – 9 июля 2011, Казань. Пятаев А.В., Манапов Р.А., Домрачева Н.Е., Груздев М.С.: Мёссбауэровская спектроскопия наночастиц Core (A-Fe)-Shell (γ-Fe₂O₃) типа созданных в дендримере (стенд.)