A.Tschöpe: Feldinduzierte Rotationsbewegung ferromagnetischer Nanostäbe in einer viskoelastsichen Matrix
Beschreibung
Die magnetisch-elastische Kopplung zwischen Partikel und Matrix ist entscheidend für die Eigenschaften magnetischer Hybridmaterialien.
Das Ziel dieses Forschungsvorhabens besteht darin, die Wirkung verschiedener Einflussfaktoren am Beispiel der Rotationsbewegung ferromagnetischer Nanopartikel systematisch zu untersuchen und geeignete Ansätze für eine quantitative Modellierung zu erarbeiten. Ausgangspunkt ist die Charakterisierung des Einzelteilchenverhaltens im Grenzfall stark verdünnter Dispersionen. Bei den als Modellpartikel verwendeten Nickelnanostäben handelt es sich um uniaxial ferromagnetische Eindomänenteilchen. Die zusätzliche optische Anisotropie ermöglicht die Erfassung der Rotationsbewegung durch Transmissionsmessungen mit linear polarisiertem Licht bis zu einem Volumenanteil der Stäbe von weniger als 10-6. An diesen verdünnten Systemen wird der Einfluss der chemischen Partikel-Matrix Wechselwirkung, der magnetischen Anisotropie sowie die Abweichung vom linear-elastischen Verhalten bei großen Rotationswinkeln untersucht. Änderungen des Rotationsverhaltens, verursacht durch eine Erhöhung des Volumenanteils und/oder des magnetischen Momentes der Stäbchen sowie durch feldinduzierte Aggregation der Partikel, werden im Hinblick auf dipolare und elastische interpartikuläre Wechselwirkungen analysiert. Die Dynamik der Rotationsbewegung der Nanostäbe in zeitveränderlichen Magnetfeldern wird mit den lokalen viskoelastischen Eigenschaften der Matrix in Beziehung gesetzt.
Transmissionselektronen-mikroskopische Aufnahme ferromagnetischer Nickelnanostäbe.
Projektleiter
Dr. Andreas Tschöpe, Universität des Saarlandes
Projektmitarbeiter
Kerstin Birster, Universität des Saarlandes
Micha Gratz, Universität des Saarlandes
Christoph Schopphoven, Universität des Saarlandes
Förderzeitraum
2013 -
Publikationen
[1] Bender, P.; Krämer, F.; Tschöpe, A.; Birringer, R. (2015) „Influence of dipolar interactions on the angular-dependent coercivity of nickel nanocylinders“ J. Phys. D: Appl. Phys. 48 , 145003
[2] Bender, P.; Tschöpe, A.; Birringer, R. (2014) „Magnetization measurements reveal the local shear stiffness of hydrogels probed by ferromagnetic nanorods“ J. Magn. Magn. Mater. 372 , 187 - 194
[3] Roeder, L.; Bender, P.; Kundt, M.; Tschöpe, A.; Schmidt, A. M. (2015) „Magnetic and geometric anisotropy in particle-crosslinked ferrohydrogels“ Physical Chemistry Chemical Physics 17, 2 , 1290 - 1298
[4] Tschöpe, A.; Kirster, K.; Trapp, B.; Bender, P.; Birringer, R. (2014) „Nanoscale rheometry of viscoelastic soft matter by oscillating field magneto-optical transmission using ferromagnetic nanorod colloidal probes“ J. Appl. Phys. 116 , 184305
[5] Remmer, H.; Dieckhoff, J.; Tschöpe, A.; Roeben, E.; Schmidt, A.M.; Ludwig, F. (2015) „Dynamics of CoFe2O4 Single-Core Nanoparticles in Viscoelastic Media“ Physics Procedia
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