Českým vědcům se daří. Vyvinuli nejmenší kovové magnety na světě

19.09.2016 14:33 | Redakce Web4Trader | Diskuze

Nejmenší kovové magnety na světě vyvinuli vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Univerzity Palackého v Olomouci spolu s kolegy z Prahy a Singapuru.

Foto: Web4Trader

Na jejich přípravu využili „nobelovský“ grafen, který posloužil jako chemická past pro tvorbu a stabilizaci magnetických kovů o velikosti několika nanometrů. Odborníci již testují jejich účinnost v lékařské diagnostice, uplatnění ale mohou najít třeba i v ekologii, elektronice či biotechnologiích. Společnou práci českých výzkumníků zveřejnil v těchto dnech prestižní časopis Nature Communications.

Základem úspěchu se stala právě kombinace nanočástic železa, niklu či kobaltu s chemicky upraveným grafenem. Grafen si lze představit jako jedinou vrstvu atomů uhlíku, která je pevnější než ocel, zcela propouští procházející světlo a vede elektrický proud lépe než měď. „Pokud tento materiál chemicky upravíme, můžeme významně ovlivnit jeho elektrické, optické i magnetické vlastnosti. Tentokrát jsme využili vhodné funkční skupiny k jakémusi uvěznění ultramalých kovových nanočástic mezi listy grafenu, a tím zabránili jejich oxidaci na dosud běžně využívané, ale méně magnetické oxidy kovů. Získali jsme tak novou třídu na vzduchu stabilních a velmi silných magnetů,“ uvedl vedoucí projektu a ředitel RCPTM Radek Zbořil.

O nanočástice čistých kovů se vědecká komunita zajímá po desetiletí zejména kvůli schopnosti vykazovat tzv. superparamagnetismus. „Tento jev je vlastní velmi malým magnetickým částicím, které vykazují silnou a rychlou odezvu, pokud jsou vystaveny účinkům vnějšího magnetického pole. Zatímco u nanočástic oxidů kovů byl tento fenomén dobře popsán, u čistých kovových částic, které vykazují mnohem silnější magnetismus, byl pouze teoreticky předpovězen. Takto malé kovy jsou totiž mimořádně reaktivní a za běžných podmínek na vzduchu shoří,“ říká Jiří Tuček z RCPTM, jeden z předních českých fyziků v oblasti magnetismu.

Jak tedy dokázali Češi překonat tuto experimentální výzvu? „Metoda přípravy je poměrně jednoduchá – vyžaduje práci ve vodíkové atmosféře a využití kyslíkových funkčních skupin, které pevnou vazbou propojí grafen a nanomagnet. Technologie dovoluje připravit širokou škálu takto malých a stabilních kovových magnetů. Navíc je lze vyrobit jednorázově ve velkých množstvích. Právě dostatečná produkce bývá hlavním problémem uplatnění mnoha slibných technologií na bázi grafenu,“ vysvětluje Zdeněk Sofer z pražské VŠCHT, který stál u vývoje syntetických postupů.

Český tým již prokázal účinnost kovových nanočástic v lékařské diagnostice. Jak ukázaly experimenty na myších modelech v brněnských laboratořích Ústavu přístrojové techniky AV ČR, kovové magnety slouží jako velmi perspektivní kontrastní látky při zobrazování magnetickou rezonancí. Aplikační potenciál technologie je však mnohem širší. „Ukotvené magnetické nanočástice dovolují jednoduše manipulovat s grafenem a přitom neovlivňují jeho unikátní povrchové a fyzikálně-chemické vlastnosti. Kompozit tak může nalézt uplatnění jako citlivý elektrochemický senzor, ale i v elektronice nebo magnetooptických technologiích. Možnost snadného transportu v kombinaci s ukotvením chemických substancí na povrch grafenu nabízí prostor také v technologiích čištění vod, ale i při cíleném transportu léčiv nebo separaci důležitých biomolekul v biochemii a potravinářství,“ naznačil další z českých spoluautorů Martin Pumera, který působí na přední světové univerzitě v Singapuru.

Na poli výzkumu grafenu a magnetismu mají olomoučtí vědci za sebou řadu úspěchů. Před několika lety připravili nejtenčí izolant na světě na bázi fluorografenu, nedávno stejný autorský tým publikoval i nejsilnější dvoudimenzionální organické magnety. Profesor Zbořil věří, že nynější objev nebude posledním. „Držíme také v rukou první uhlíkové zcela nekovové materiály, které si svůj magnetismus uchovávají až do pokojové teploty. Nechci předbíhat, ale pokud plně pochopíme podstatu tohoto jevu, může to znamenat zásadní přelom ve fyzice a chemii pevných látek, podobný třeba objevu nekovových organických vodičů v sedmdesátých letech minulého století,“ naznačil Zbořil.

Zdroj:Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci | RCPTM

Podobná témata
rcptm, věda a výzkum, olomoucký kraj

Líbil se vám tento článek?
+0 / -0

Sdílejte článek na sociálních sítích
Odeslat článek e-mailem

Diskuze

V diskuzi zatím není žádný komentář. Buďte první, kdo bude komentovat.

Vstoupit do diskuze


Související články

FDA schválil přípravek společnosti AbbVie pro léčbu MZL

Americký úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) schválil přípravek IMBRUVICA (ibrutinib) společnosti AbbVie pro léčbu lymfomů marginální zóny (MZL).

Energetická budoucnost patří vodíku je přesvědčeno vedení Royal Dutch Shell, Toyoty a dalších společností

Velké automobilové a energetické společnosti jako Shell, Total či Toyota se ve společném prohlášení ze Světového ekonomického fóra v Davosu zavázaly investovat v příštích pěti letech 10 miliard euro do rozvoje vodíkových technologií, které podle nich představují ideální možnost, jak zbavit svět závislosti na fosilních palivech.

Hyperloop pro přepravu lidí již za tři roky?

Generální ředitel americké společnosti Hyperloop Transportation Technologies (HTT) Dirk Ahlborn dnes na konferenci v Brně prohlásil, že doufá, že první pasažéři se svezou pomocí hyperloopu již za tři roky.



Čti více

Forex analytici z Deutsche očekávají nejprve korekci a poté růst na páru USD/JPY

Forex analytici z Deutsche Bank se domnívají, že fiskální politika USA povede k lepšímu růstu ekonomiky USA, který pro závěr letošního roku předpovídají na úrovni 3-4 %.

USD/JPY: Jaký vývoj předpovídají forex analytici BTMU pro americký dolar a japonský jen?

Forex analytici z BTMU ohledně dalšího možného  vývoje USD upozorňují na paralely s loňským rokem.

Forex: Americký dolar zpevňuje vůči euru i jenu

Americký dolar dnes na devizových trzích zpevňuje vůči euru a japonskému jenu, vzhůru jej táhnou příznivé hospodářské vyhlídky Spojených států.

Podle forex analytiků BNPP zotavení USD odvisí od makroekonomických dat

Americký dolar má podle forex analytiků za sebou rušný start do letošního roku.

Jak dlouho ještě si největší latinskoamerická banka udrží shortsellery od těla?

Mnoho investorů mate fakt, že akcie Banco Santander Brasil SA loni absolvovaly rally, v důsledku čehož posílily o 170 %, čímž se staly nejdražšími bankovními akciemi v Latinské Americe.

Tesla Motors představí nové funkce pro samořízená vozidla

Generální ředitel Tesla Motors (TSLA) Elon Musk odhaduje, že nové softwarové funkce pro samořízená vozidla by se mohly na trhu objevit během tří až šesti měsíců.

Portál Web4Trader používá cookies s cílem zajistit co možná nejlepší zážitek při návštěvě těchto webových stránek. Dalším užíváním těchto webových stránek vyjadřujete souhlas s umístěním souborů cookies na vašem počítači / zařízení. Více informací naleznete zde.