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天游web原生态手机端纳米粒子与超顺磁共振(2)***天游web原生态手机端纳米粒子的结构和电子态***

ER210006

粒径与表面积之间的关系

假设颗粒的形状是球形,其体积(V=4/3 𝜋𝑟3)占据的表面积(S=4𝜋𝑟2) 比率SS

𝑆𝑠 = 𝑆/𝑉= 3/𝑟

,与粒径成反比。在这里,SS表示“比表面积”,𝑟表示颗粒的半径。图1所示为球形颗粒直径与比表面积的关系。从该图中可以看出,介观区域的材料具有非常大的比表面积。
对于直径为纳米量级的颗粒材料,这种独特的比表面积对其物理性能本身有很大的影响。这是因为表面区域是一个不连续且具有界面的特殊环境,可以产生与粒子内部均匀、周期性晶态完全不同的电子态。

图1球形颗粒直径与比表面积的关系

图1球形颗粒直径与比表面积的关系

天游web原生态手机端纳米颗粒的核/壳结构

直径从几纳米到几十纳米的天游web原生态手机端纳米颗粒(MNP)预计将应用于医疗和工业材料,因此需要均匀的粒径控制以提高功能再现性和稳定性。这是因为量子尺寸效应会根据尺寸显着改变物理性质,因此如果尺寸分布不均匀,则无法保证作为功能材料的均质性。因此,在天游web原生态手机端纳米颗粒的制造过程中,使用电子显微镜的形状确认和使用粒度分布测量的评价非常重要。此外,如上所述,介观天游web原生态手机端纳米粒子具有大的比表面积,并且被认为具有被称为“核/壳结构”的天游web原生态手机端两层结构(见图2)。[1-3]不同粒径的磁铁矿(Fe3O4)的天游web原生态手机端纳米颗粒的超顺磁共振(SPR)光谱和通过透射电子显微镜(TEM)获得的明场图像确定颗粒形状和粒度分布直方图的结果。正如你所看到的,相同的 Fe3O4尽管它是一个颗粒,但随着颗粒尺寸的减小,光谱的形状会发生巨大的变化。此外,可以看出每个频谱都有两个重叠模式:宽分量和尖锐分量。从TEM数据来看,无论颗粒尺寸如何,颗粒都是球形的,并且颗粒尺寸分布几乎没有变化,这支持这些光谱变化与颗粒尺寸密切相关。

图2 天游web原生态手机端纳米粒子核/壳结构示意图

图2 天游web原生态手机端纳米粒子核/壳结构示意图

图3 天游web原生态手机端纳米颗粒(Fe3O4)甲苯分散液(0625 mg/mL)的SPR谱图、TEM图像及粒径分布图

图3 天游web原生态手机端纳米颗粒(Fe3O4) 甲苯分散液(0625 mg/mL)的SPR光谱、TEM图像和粒度分布图

(a)粒径5 nm,(b)粒径10 nm,(c)粒径20 nm *TEM图像和粒径分布测量是使用照片中所示的JEM-2100Plus(加速电压200 kV)进行的。

从SPR饱和特性推断出的核/壳结构

放置在不同环境中的自旋物种在电子占据的能级之间具有不同的间距以及不同类型的相互作用。因此,磁共振吸收的微波能量的耗散路径和速度会出现差异,从而导致自旋弛豫时间不同(自旋晶格弛豫时间:T1,自旋-自旋弛豫时间:T2)。尽管很难直接测量具有快速自旋弛豫时间的化合物(例如常见的铁磁材料)的弛豫时间,但可以通过检查微波功率依赖性(饱和特性)来识别不同的自旋类型。
图4显示了具有不同照射微波功率的天游web原生态手机端纳米颗粒(Fe3O4)的超顺磁共振谱。无论颗粒大小如何,在低磁场侧都有广泛的吸收成分,g=2附近呈现出尖锐吸收成分的叠加模式,并且尖锐成分的比例随着粒径的减小而增加。并且,对于微波的功率,尖锐的分量是线宽和g可以看出,该组件相对较快地饱和,而值没有任何变化,并且尽管线宽增加,但宽组件在达到 160 mW 时并未饱和。由此,宽分量和尖分量是来自不同自旋类型的光谱,并且从晶粒尺寸依赖性判断,推断宽分量和尖分量的混合反映了核/壳结构[2]

图4 天游web原生态手机端纳米颗粒(Fe3O4)甲苯分散溶液(0625 mg/mL)在不同微波功率下的超顺磁谱和电子衍射图

图 4 不同微波功率下的天游web原生态手机端纳米颗粒 (Fe3O4) 甲苯分散液(0625 mg/mL)的超顺磁谱和电子衍射图

(a) 粒径 5 nm,(b) 粒径 10 nm,(c) 粒径 20 nm
*使用照片中所示的JEM-2100Plus(加速电压200kV)获得电子衍射图案。
(a) - (c) 中所示的三种天游web原生态手机端纳米颗粒的衍射图是基于已知的 Fe3O4匹配

从 FMR/SPR 的频率依赖性考虑天游web原生态手机端纳米粒子的天游web原生态手机端

图5 磁粉(粒径:50-100 nm)和天游web原生态手机端纳米颗粒甲苯分散液(0625 mg/mL)的铁磁共振和超顺磁共振的频率依赖性

图5 磁粉(粒径:50-100 nm)和天游web原生态手机端纳米颗粒甲苯分散液(0625 mg/mL)的铁磁共振和超顺磁共振的频率依赖性

(a)磁粉的X波段铁磁共振谱(粒径:50-100 nm),(b)天游web原生态手机端纳米颗粒甲苯分散液(0625 mg/mL,5、10、20 nm粒径)的X波段超顺磁共振谱,(c)(a)的Q波段铁磁共振谱,(d)(b)天游web原生态手机端纳米颗粒甲苯分散液的Q波段超顺磁共振谱Q波段光谱使用照片中所示的ES-SQ5。

图5所示的光谱基于天游web原生态手机端纳米粒子(Fe3O4)进行比较测量的结果。导电材料不能让高频电磁波穿透得比趋肤深度更深,趋肤深度取决于频率。集肤深度越短(频率越高),导电材料的 ESR 频谱就越扭曲,形成戴森型图案。从图 5 (a) 和 (c) 可以看出,Q 波段频谱显示出更扭曲的戴森型。换句话说,可以看出,在此粒度范围内的磁铁矿具有与块状晶体相似的导电性和铁天游web原生态手机端能。另一方面,从图5(b)和(d)可以看出,作为X波段特征的天游web原生态手机端纳米粒子的尖锐吸收成分特性,其在Q波段的吸收率急剧下降。据文献记载,磁赤铁矿 (γ-铁2O3)[4]在 Q 波段,激发能 (hv)大约大4倍,这使得它不易受到热波动的影响,这被解释为削弱其特有的超顺天游web原生态手机端的效应[4]

参考:

  • [1] Y Komorida,博士论文“静水压力下天游web原生态手机端纳米粒子的天游web原生态手机端和结构特性的研究" (2010).
  • [2] S塔图姆,铁磁共振的概念和功能(纽约研究出版社,2015 年)。
  • [3] K L Krycka 等人。物理。莱特牧师104, 207203 (2010).
  • [4] F加佐,天游web原生态手机端与天游web原生态手机端材料杂志,202(2-3), 535-546 (1999).
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