Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie kleine Magnete entspannen

16.03.2016

Magnetische Nanopartikel sind wahre Allrounder: Man verwendet sie zum Beispiel in der Krebstherapie, in Lautsprechern oder in Stoßdämpfern. Doch so verschiedene Anwendungen erfordern möglichst genau eingestellte Materialeigenschaften. Forscher um Professor Heiko Wende vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben nun analysiert, wie solche Partikel relaxen, und ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift „Nano Letters“ veröffentlicht.

Magnetische Nanopartikel kann man sich vorstellen wie kleine Kompasse: Ihre Magnetisierung hat eine Richtung, sodass es einen Nord- und einen Südpol gibt. Legt man ein magnetisches Feld an, kann man die Partikel parallel ausrichten.

Das macht man sich unter anderem in der Datenspeicherung zunutze. Wird das Feld abgeschaltet, verliert sich diese gemeinsame Ausrichtung mit der Zeit wieder. Dieser Effekt wird „Relaxation“ genannt, also Entspannung.

Bei Nanopartikeln in Flüssigkeiten kann dies auf zwei Arten geschehen: Zum einen über die Brownsche Bewegung, bei der die ganzen Partikel sich im Medium bewegen. Bei sehr kleinen Teilchen von unter 30 Nanometern gibt es eine zweite Variante, die Néel-Relaxation.

Hier richtet sich nur die Magnetisierung der Partikel neu aus. Ändert man nun beispielsweise die Temperatur oder das Magnetfeld, wirkt sich das auf beide Varianten unterschiedlich aus. Weiß man daher um die Art der Relaxation, so weiß man auch, wie man die Umgebungsbedingungen verändern muss, um das gewünschte Materialverhalten zu erreichen.

Bislang sind meist umständliche Vorbereitungen nötig, um die beiden Prozesse einzeln zu untersuchen. Zur Messung der Néel-Relaxation werden die Proben beispielsweise getrocknet und sind anschließend für die weitere Anwendung oft nicht mehr zu gebrauchen.

Mittels Mößbauerspektroskopie, einem physikalischen Analyseverfahren, haben die beiden Physiker Joachim Landers und Soma Salamon nun beide Prozesse simultan untersuchen können – ohne die Probe auch nur vorzubehandeln oder gar zu zerstören.

Für das Projekt haben die Forscher der UDE innerhalb des Schwerpunktprogrammes 1681 der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit Kollegen der Technischen Universität Braunschweig zusammengearbeitet.

Originalpublikation:
Landers, J. et al. Simultaneous Study of Brownian and Néel Relaxation Phenomena in Ferrofluids by Mössbauer Spectroscopy. Nano Letters 2016 16 (2), 1150-1155
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04409

Weitere Informationen:
Joachim Landers, Fakultät für Physik, 0203 379-2384,joachim.landers@uni-due.de

Redaktion: Birte Vierjahn, 0203/ 379-8176, birte.vierjahn@uni-due.de

Beate Kostka | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-duisburg-essen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Mikro-Überlebenskünstler: Archaeen bewältigen biologische Methanisierung trotz Asche und Teer
27.02.2020 | Deutsches Biomasseforschungszentrum

nachricht Besser klettern mit virtuellem Mentor
25.02.2020 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten aktuellen Stand der Anwendung des Maschinenlernens bei Forschung an aktiven Materialien

Verfahren des Maschinenlernens haben durch die Verfügbarkeit von enormen Datenmengen in den vergangenen Jahren einen großen Zuwachs an Anwendungen in vielen Gebieten erfahren: vom Klassifizieren von Objekten, über die Analyse von Zeitreihen bis hin zur Kontrolle von Computerspielen und Fahrzeugen. In einem aktuellen Review in der Zeitschrift „Nature Machine Intelligence“ beleuchten Autoren der Universitäten Leipzig und Göteborg den aktuellen Stand der Anwendung und Anwendungsmöglichkeiten des Maschinenlernens im Bereich der Forschung an aktiven Materialien.

Als aktive Materialien bezeichnet man Systeme, die durch die Umwandlung von Energie angetrieben werden. Bestes Beispiel für aktive Materialien sind biologische...

Im Focus: Computersimulationen stellen bildlich dar, wie DNA erkannt wird, um Zellen in Stammzellen umzuwandeln

Forscher des Hubrecht-Instituts (KNAW - Niederlande) und des Max-Planck-Instituts in Münster haben entdeckt, wie ein essentielles Protein bei der Umwandlung von normalen adulten humanen Zellen in Stammzellen zur Aktivierung der genomischen DNA beiträgt. Ihre Ergebnisse werden im „Biophysical Journal“ veröffentlicht.

Die Identität einer Zelle wird dadurch bestimmt, ob die DNA zu einem beliebigen Zeitpunkt „gelesen“ oder „nicht gelesen“ wird. Die Signalisierung in der Zelle,...

Im Focus: Bayreuther Hochdruck-Forscher entdecken vielversprechendes Material für Informationstechnologien

Forscher der Universität Bayreuth haben ein ungewöhnliches Material entdeckt: Bei einer Abkühlung auf zwei Grad Celsius ändern sich seine Kristallstruktur und seine elektronischen Eigenschaften abrupt und signifikant. In diesem neuen Zustand lassen sich die Abstände zwischen Eisenatomen mithilfe von Lichtstrahlen gezielt verändern. Daraus ergeben sich hochinteressante Anwendungsmöglichkeiten im Bereich der Informationstechnologien. In der Zeitschrift „Angewandte Chemie – International Edition“ stellen die Wissenschaftler ihre Entdeckung vor. Die neuen Erkenntnisse sind aus einer engen Zusammenarbeit mit Partnereinrichtungen in Augsburg, Dresden, Hamburg und Moskau hervorgegangen.

Bei dem ungewöhnlichen Material handelt es sich um ein Eisenoxid mit der Zusammensetzung Fe₅O₆. In einem Hochdrucklabor des Bayerischen Geoinstituts (BGI),...

Im Focus: Von China an den Südpol: Mit vereinten Kräften dem Rätsel der Neutrinomassen auf der Spur

Studie von Mainzer Physikern zeigt: Experimente der nächsten Generation versprechen Antworten auf eine der aktuellsten Fragen der Neutrinophysik

Eine der spannendsten Herausforderungen der modernen Physik ist die Ordnung oder Hierarchie der Neutrinomassen. Eine aktuelle Studie, an der Physiker des...

Im Focus: High-pressure scientists in Bayreuth discover promising material for information technology

Researchers at the University of Bayreuth have discovered an unusual material: When cooled down to two degrees Celsius, its crystal structure and electronic properties change abruptly and significantly. In this new state, the distances between iron atoms can be tailored with the help of light beams. This opens up intriguing possibilities for application in the field of information technology. The scientists have presented their discovery in the journal "Angewandte Chemie - International Edition". The new findings are the result of close cooperation with partnering facilities in Augsburg, Dresden, Hamburg, and Moscow.

The material is an unusual form of iron oxide with the formula Fe₅O₆. The researchers produced it at a pressure of 15 gigapascals in a high-pressure laboratory...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

CLIMATE2020 – Weltweite Online-Klimakonferenz vom 23. bis 30. März 2020

26.02.2020 | Veranstaltungen

Automatisierung im Dienst des Menschen

25.02.2020 | Veranstaltungen

Genomforschung für den Artenschutz - Internationale Fachtagung in Frankfurt

25.02.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Bonner Mediziner etablieren weltweit neues, leicht tragbares Ultraschallsystem aus den USA für die Lehre am Krankenbett

27.02.2020 | Medizintechnik

Gegen multiresistente Tuberkulose-Erreger: Mit künstlicher Intelligenz neuen Wirkstoffkombinationen auf der Spur

27.02.2020 | Medizin Gesundheit

Mikro-Überlebenskünstler: Archaeen bewältigen biologische Methanisierung trotz Asche und Teer

27.02.2020 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics