Projekti / Programi
Tekoči magneti: temeljne raziskave feromagnetnega urejanja v tekočinah
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.01 |
Naravoslovje |
Fizika |
Fizika kondenzirane materije |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
ferifluidi, koloidni nematik, tekoči kristali, magnetna mehka snov
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
18. april 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
Podatki za razpise ARIS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
351 |
7.170 |
6.026 |
17,17 |
| Scopus |
353 |
7.654 |
6.438 |
18,24 |
Raziskovalci (8)
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.664 |
Povzetek
Zaradi naraščajočega povpraševanja po novih magnetnih funkcionalnih materialih za tehnološki napredek so temeljne raziskave magnetnih materialov velikega pomena in se zanimanje zanje povečuje. Med njimi so magnetno odzivne tekočine zelo zanimive za široko paleto novih aplikacij na področju pridobivanja energije, magnetno-mehanske aktuacije in črpanja, nadzora svetlobe z magnetnimi polji in zaznavanja magnetnega polja. Klasični ferofluidi, t.j. koloidne suspenzije okroglih feromagnetnih nanodelcev dispergirane v izotropnem topilu, so kljub njihovemu imenu paramagnetne, ker so v odsotnosti zunanjih magnetnih polj delci naključno orientirani. Eksperimentalna realizacija pravega feromagnetnega ferofluida, ki ima magnetni red tudi v odsotnosti zunanjega magnetnega polja, je bil dolgoletni izziv, ki je bil pred kratkim rešen v raziskavi, pri kateri so sodelovali tudi nekateri člani projektne skupine predlaganega projekta, kjer so v suspenzijah magnetnih nanoploščic Sc-BaHF v n-butanolu poleg nematičnega reda opazili tudi spontani ferromagnetni red. Ti novi tekoči magneti tako odpirajo možnost eksperimentalnega preučevanja povsem novega sklopa zelo zanimivih temeljnih fizikalnih pojavov, ki ležijo med pojavi opaženimi v trdnih magnetih in v paramagnetnih ferofluidih Pri tem projektu bomo temeljito preučiti lastnosti tekočih magnetov z namenom vzpostavitve celovitega okvirja za razvoj področja feromagnetizma v tekočinah. Začeli bomo z optimizacijo in razvojem teh novih tekočih magnetnih materialov s spreminjanjem različnih parametrov: sterično in magnetno interakcijo z variiranjem porazdelitve velikosti delcev in njihove magnetizacije ter elektrostatsko interakcijo z variiranjem koncentracije surfaktanta. S celostno karakterizacijo osnovne fizikalne lastnosti materialov (kot so parameter urejenosti, dvolomnost, nasičeno magnetizacijo, viskoznost, difuzijske koeficiente, AC magnetno susceptibilnost), želimo razviti materiale z hitrim odzivom na spremembe zunanjega polja in velikimi spremembami optičnih in magnetnih lastnosti. Dodatno bomo s strukturno analiza s pomočjo SAXS, SANS in SANSPOL pridobili vpogled v magnetne korelacije in korelacije med pozicijami delcev. Presenetljivo je, da je mogoče sistematično pripraviti uniformne magnetne domene velikosti do nekaj milimetrov, tako da material zapremo v kapilare, kjer tvorijo strukture z zaprtimi magnetnimi domenami. Ker je material tekoč, njegova viskoznost in orientacijske elastične konstante močno vplivajo na njegovo strukturo, stabilnost, in čas, v katerem se formirajo domene. Posledično, lahko v materialu opazimo bogato hierarhijo struktur, kjer se domenske stene zlahka upogibajo. Z združenjem eksperimentalnih meritev in makroskopskega modela na osnovi Landau-de-Gennesovega pristopa, želimo pridobiti poglobljeno razumevanje mehanizmov za oblikovanje magnetnih domen v tekočinah ograjenih v preproste in kompleksne geometrije in oceniti stabilnost domen v zunanjem statičnem magnetnem polju. Z razvojem ultraobčutljivih monodomenskih vzorcev bomo raziskali možnost razširjanja magnetnega signala z lokalnimi statičnimi in časovno odvisnimi magnetnimi polji gostite velikostnega reda mikro Tesle. Dodatno želimo preučiti sklopitev med tokom tekočine in orientacijo magnetizacije, z namenom da bi uresničili brezstični črpalni sistem. Predlagani tekoči magneti se odzivajo na magnetna polja, ki so manjša od polj potrebnih za manipulacijo običajnih ferofluidov in tako predstavljajo velik napredek pri razvoju materiala za nove aplikacije magnetnih tekočin. Pričakujemo, da bo znanje, pridobljeno z raziskavami predlaganimi v tem projektu, osnova za uporabo novih tekočih magnetov v bodočih tehnoloških aplikacijah.
