Lo studio di ossidi complessi di ferro per creare nuovi materiali funzionali è uno dei campi di indagine più intensamente sviluppati per gli scienziati SUSU. Le proprietà fisiche dei sistemi complessi di ossido di ferro possono essere variate modificando la composizione chimica. Ciò consente di tracciare gli effetti fondamentali che si verificano quando gli ioni vengono sostituiti. In un nuovo studio, i ricercatori hanno scelto di studiare ferriti strutturate a spinello, modificando le loro proprietà magnetiche attraverso la modifica della loro composizione chimica sostituendo gli ioni di ferro. I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati in Nanomateriali .

I ricercatori, un gruppo internazionale che comprende scienziati della SUSU e i loro colleghi della Bielorussia, L'Arabia Saudita e l'India hanno esaminato le ferriti del sistema Co-Ni con doppia sostituzione degli ioni ferro con ioni tulio e terbio. I chimici erano interessati alle proprietà magnetiche dei composti studiati che si manifestano nelle ferriti durante la transizione alla nanoscala.

Durante lo studio, gli scienziati hanno stabilito le peculiarità della distribuzione degli ioni sostituiti nella struttura dello spinello ferritico. La rilevanza dello studio era dovuta alla correlazione tra la distribuzione degli ioni sostituenti nello spinello ferritico e la sua influenza sulle proprietà magnetiche in condizioni di doppia sostituzione degli ioni ferro con ioni Tm e Tb comparabili in raggio.

"I campioni sono stati sintetizzati tramite il metodo sol-gel, che consente la creazione di ossidi complessi su scala nanometrica. Però, l'assistenza ultrasonica è stata applicata durante la sintesi, che ci ha permesso di ottenere una distribuzione più omogenea degli ioni sostitutivi e di ridurre la dimensione media dei cristalliti, " ha detto il chimico SUSU Dr. Denis Vinnik.

La sintesi è stata effettuata da scienziati dell'Arabia Saudita. Lo studio dei parametri microstrutturali e delle proprietà magnetiche di spinelli di ferrite di dimensioni nanometriche è stato condotto presso il Centro di ricerca e formazione sulle nanotecnologie SUSU. Di conseguenza, gli specialisti hanno identificato una caratteristica interessante degli ossidi in studio:con l'aumento del grado di sostituzione degli ioni ferro con ioni con grandi raggi, il parametro della cella unitaria è diminuito, anche se teoricamente, dovrebbe essere aumentato.

"Abbiamo suggerito che questa anomalia potrebbe essere il risultato dell'effetto della compressione superficiale dei nanocristalli. Pertanto, la diminuzione della dimensione dei cristalliti risultante dalla sostituzione con ioni Tm e Tb ha portato ad un aumento della frazione dello strato superficiale. Questo, come sappiamo, può portare all'effetto della compressione superficiale nei cristalliti su scala nanometrica, e di conseguenza, la deformazione della cella elementare, " disse Aleksey Trukhanov, ricercatore senior del Centro di ricerca e formazione sulle nanotecnologie SUSU.

Per adesso, gli studi sono teorici, ma possono essere usati come base per completare ulteriori studi sulla sintesi di composti di ossidi di ferro complessi e correzione delle loro proprietà. I piani degli scienziati includono lo studio delle proprietà funzionali degli spinelli di ferrite nell'assorbimento delle radiazioni elettromagnetiche.

Gli scienziati hanno notato che i composti chimici possono essere utilizzati nell'elettronica per la creazione di sensori e nella biomedicina per la somministrazione mirata di medicinali o la visualizzazione del contrasto.