Неожиданно обнаружены проблемы с защитой нанопленок от окисления

В несложном, но достаточно значимом, опыте исследователи из Университета Кастилии – Ла Манчи (University of Castilla-La Mancha – UCLM) продемонстрировали проблему, которая появляется с некоторыми самосборными наноматериалами. Ученые продемонстрировали, что обезопасисть пленки со структурой из наночастиц от окисления может оказаться существенно тяжелее, чем это в большинстве случаев предполагается.

Принципиально важно избежать окисления, и исходя из этого традиционно принято образцы узких пленок покрывать защитными слоями толщиной максимум в пара десятков нанометров. Эта практика будет, по-видимому, более строгой и прецизионной, в то время, когда дело идет о защите пленок из наночастиц.

Несколько испанских исследователей из Группы Магнитных Материалов Университета Кастилии – Ла Манчи, вдохновленная рядом публикаций известных авторов, поставила серию опытов для проверки химической стабильности очень сильно защищенных пленок из кластеров кобальта, изготовленных способом низкоэнергетического напыления. Ученые предполагали изучить магнитные сотрудничества между наночастицами в кластерных гранулированных материалах. В работе употреблялись заблаговременно организованные наночастицы, подававшиеся газовой струей во вторичную камеру, где на главное покрытие наносился защитный слой меди либо титана толщиной порядка 200 нм способом радиочастотного PVD (physical vapor deposition) либо высоко температурного испарения.

Кластерная пленка до депонирования защитного покрытия (изображение получено на просвечивающем электронном микроскопе)

Было нежданно выяснено, что такие пленки окисляются в течение периода времени от нескольких часов до нескольких суток, несмотря на толстый защитный слой. В последующих опытах толщина защитного слоя была увеличена до 1 мкм, что не принесло значительных улучшений – окисление кластерной узкой пленки происходило приблизительно с той же скоростью.

Разумеется, что окисление происходило от двух главных обстоятельств – утраты магнетизации и появления результата перемены полюсов, обычного для аналогичного вида нанокомпозитов (тут Со – СоО). Однофазная природа петли гистерезиса продемонстрировала однородную оксидацию пленки.

Не обращая внимания на то, что для подтверждения потребуются тщательные изучения с применением просвечивающей электронной микроскопии, авторы, однако, предположили механизм окисления. Согласно их точке зрения только высокая пористость пленок из наночастиц (см. фото) распространяется кроме того в защитный слой, открывая доступ кислорода. При проникновении кислорода вовнутрь кластерной пленки процесс окисления частиц кобальта упрощается благодаря не сильный связей и между кластерами и между нанопленкой и защитным слоем.

Результаты работы размещены в интернет-издании Nanotechnology (предоставит шанс De Toro et al. The oxidation of metal-capped Co cluster films under ambient conditions, – 2009 Nanotechnology 20 085710 (5pp) doi: 10.1088/0957–4484/20/8/085710).

Евгений Биргер

Случайные записи:

• Эффекта казимира для хиральных метаматериалов
• Предложена причина возникновения tar-синдрома

Johan Rockstrom: Dejemos que el ambiente guíe nuestro desarrollo

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• У квазара обнаружили неожиданно высокую температуру

  Мощность излучения квазара 3С273 оказалась на порядок выше, чем допускает теория. Квазары – компактные космические источники излучения огромной мощности,…

• Селективное обратимое окисление однослойных углеродных нанотрубок

  Углеродная нанотрубка (УНТ) представляет собой сверхминиатюрное электронное устройство, которое возможно использовано в качестве элемента интегральной…

• Ученые обнаружили новый метод генерации электричества

  Распространение ударных тепловых волн на протяжении нанотрубки ведет к рождению замечательного импульса тока: неожиданный способ генерации электричества…

• У человека обнаружено шестое чувство?

  Человеческий мозг, возможно, способен ощущать трансформации в окружающем магнитном поле. Как мы знаем, что магниторецепцией (свойством чувствовать…