Nanotechnológia koloidov kovových nanočastíc s využitím iónových kvapalín

Riešitelia: A. Cigáň, A. Dvurečenskij, M. Škrátek, M. Majerová, J. Maňka

Iónové kvapaliny – kvapaliny zložené iba z iónov, majú jedinečné fyzikálno-chemické vlastnosti, ako sú vysoká tepelná a chemická stabilita, schopnosť rozpúšťať rôzne látky a zanedbateľný tlak pár. Tieto vlastnosti dávajú predpoklad ich využitia pre vývoj nových technológií výroby kovových nanočastíc alebo ich koloidov pre priemyselné a biomedicínske aplikácie. Naša pozornosť bola zameraná na prípravu a charakterizovanie koloidov Ni a NiFe nanočastíc magnetrónovým naprašovaním priamo na povrch dvoch iónových kvapalín [BMIM].[PF6] a [BMIM].[Tf2N] pri izbovej teplote. Podrobné výsledky štúdia najmä magnetických vlastností pripravených koloidov Ni a NiFe nanočastíc v priebehu ich uskladnenia po dobu 34 mesiacov umožňujú lepšie pochopenie interakcií medzi iónovými kvapalinami a nanočasticami, ako aj ich teoretické modelovanie. Získané výsledky naznačujú novú cestu prípravy stabilných magnetických kvapalín. Nanočastice s rozmerom Ni∼10 nm a NiFe ∼12 nm boli stabilné po dobu viac ako 2 roky bez náznakov aglomerácie a ich sedimentácie. Iónová kvapalina samotná chráni nanočastice pred ich degradáciou. Nanočastice vykazujú superparamagnetický charakter s blokovacou teplotou okolo 2,5 K.

Súvisiace projekty:

  • VEGA 2/0164/17
  • VEGA 2/0149/17
  • APVV-16-0263
  • projekt ŠF EU 26240120019 (CENTE II)

 

Obr. 1: Paramagnetická zložka FC molárnej magnetickej susceptibility χe verzus T koloidu nanočastíc Ni v iónovej kvapaline [BMIM.Tf2N] pred (trojuholník) a po 32-mesačnom starnutí (kosoštvorec) pri 20 Oe a pri magnetickom poli 2 kOe (štvorec). Na vloženom grafe je zodpovedajúca ZFC charakteristika uvedeného nanokoloidu.

 

Výsledok bol dosiahnutý v spolupráci s Elektrotechnickým ústavom SAV, Centre for Energy Research, Hungarian Academy of Sciences a Ústavom polymérov SAV.

 

Publikácia:

 

  1. CIGÁŇ, Alexander – LOBOTKA, P. – DVUREČENSKIJ, Andrej – ŠKRÁTEK, Martin – RADNÓCZI, G. – MAJEROVÁ, Melinda – CZIGÁNY, Z. – MAŇKA, Ján – VÁVRA, I. – MIČUŠÍK, M. Characterization and magnetic properties of nickel and nickel-iron nanoparticle colloidal suspensions in imidazolium-based ionic liquids prepared by magnetron sputtering. In Journal of Alloys and Compounds, 2018, vol. 768, p. 625-634. ISSN 0925-8388. (3.779-IF2017).