|
|
Magnetic nanoparticles of iron oxides for medicine
Kubániová, Denisa ; Kohout, Jaroslav (vedoucí práce) ; Mašláň, Miroslav (oponent) ; Šepelák, Vladimír (oponent)
Magnetické nanočástice, zejména oxidů železa, magnetitu a jejich substituovaných variant, včetně funkčních derivátů, přitahují značnou pozornost kvůli slibným možnostem použití pro nově vznikající lékařské diagnostické zobrazovací metody a terapeutické intervence. Kromě rychlého rozvoje syntéz a metod funkcionalizace je pro racionální návrh dobře definovaných systémů magnetických nanočástic klíčové komplexní pochopení jejich základních fyzikálních vlastností a propojení mezi složením, mikrostrukturou, magnetickými vlastnostmi a relaxačními charakteristikami. Obecně platí, že magnetické chování nanočástic se významně liší od chování objemových materiálů. Tento rozdíl je nejen důsledkem konečných rozměrů a povrchových efektů, ale také výskytem nových krystalových struktur (polymorfů) a metastabilních stavů v makroskopických systémech neznámých, jako jsou např. (meta)stabilní nerovnovážné distribuce kationtů. Předkládáná disertační práce zkoumá klíčové fyzikální vlastnosti vybraných nanočás- ticových systémů obsahujících železo, jako jsou jednoduché oxidy železa s různou krystalovou strukturou a morfologií; nanočástice magnetit-maghemitů substituované Zn, Co a Mn, ale i částice pokryté a funkcionalizované různými hydrofilními a biologicky inertními povrchovými vrstvami. Hlavní metodou studia je 57 Fe...
|
|
|
Application of Scanning Probe Microscopy for the Study of Ultrathin Films and Nanostructures
Neuman, Jan ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; Mašláň, Miroslav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the study of ultrathin layers and the utilization of atomic force microscopy (AFM) for their characterization. Morphological changes of ultrathin layer of gold on silica substrates at elevated temperatures were experimentally investigated. It was found that surface modification influences the formation of the voids in the gold layer. By the controlled dewetting of gold layer is possible to influence the formation of gold islands at elevated temperatures. Precise surface modification by electron beam lithography enabled preparation of ordered arrays of gold islands with the uniform size in range of 50 – 400 nm. It is also shown, that the increase of annealing temperature to 1000 °C induces embedding of the gold islands into the substrate. This phenomenon is probably caused by the silica transfer from the area bellow the islands to the rim. AFM methods are suitable for characterization of above mentioned nanostructures. The AFM working under the ultra-high vacuum conditions was developed at the Institute of Physical Engineering. Piezoelectric actuators are utilized for the sample approach and adjustment of the mirror used in optical detection system. The optimization was achieved by the systematic study of the driving pulse parameters. High stability and operating speed was achieved by the experimental measurements of the actuator response to the pulse shape and repetition frequency.
|
|
|
Study of properties of iron-containing nanoparticles stressing their application potential
Kubíčková, Lenka ; Kohout, Jaroslav (vedoucí práce) ; Javorský, Pavel (oponent) ; Mašláň, Miroslav (oponent)
Magnetické nanočástice nabízejí nepřeberné množství aplikačních možností v různých oblastech lidského snažení. Základní pochopení jejich fyzikálních vlastností souvisejících s použitou magnetickou fází, povrchovým zakončením či případnými obaly, metodou jejich syntézy, velikostí, tvarem, či dokonce agregací, představuje zásadní předpoklad pro jejich efektivní využití a optimalizace pro zamýšlené aplikace. Tato dizertační práce si klade za cíl uvést do kontextu původní výsledky, týkající se především struktury a magnetických vlastností, získané při základním studiu magnetických nanočástic vybraných systémů obsahujících železo a využít tyto poznatky při testování nanočástic ve zvolených aplikacích. Železo zůstává díky své nízké ceně, vysoké využitelnosti, hojnosti v zemské kůře a nízké toxicitě ideálním stavebním prvkem moderních magnetických materiálů. Vybrané systémy studované v této práci zahrnují jeho oxidy (ferity a různé polymorfní modifikace oxidu železitého včetně ε-Fe2O3 a dopovaných analogů) a sulfidy (greigit, chalkopyrit), z nichž všechny vykazují osobité vlastnosti jako magnetické nebo strukturní přechody. Mezi studovanými aplikacemi je největší pozornost věnována využití magnetických nanočástic jako kontrastních látek v zobrazování pomocí jaderné magnetické rezonance a analýze jejich...
|
|
|
Hyperjemné interakce v multiferoikách obsahujících železo
Kmječ, Tomáš ; Kohout, Jaroslav (vedoucí práce) ; Mašláň, Miroslav (oponent) ; Šepelák, Vladimír (oponent)
Multiferoické materiály, ve kterých existuje zároveň více spontánních uspořádání (fero-, feri-, antiferomagnetické, feroelektrické, feroelastické) alespoň v určité oblasti teplot a mohou se navzájem ovlivňovat, jsou v současné době v řadě oborů ve středu zájmu základního výzkumu z důvodu svého vysokého aplikačního potenciálu. V řadě aplikací jsou již využívány v senzorech nejrůznějších veličin, mikrovlnných filtrů nebo elektro/magneto-mechanických manipulátorů a aktuátorů. Přesto je mnoho vlastností stále ne zcela vysvětlených a pochopených. Předkládaná práce je převážně experimentální a zaměřuje se na zkoumání několika perspektivních multiferoických látek: Pb1−xBax(Fe0.5Nb0.5)O3 (x = 0 - 1) a Pb(Fe0,5Sb0,5)O3 s perovskitovou strukturou, které řadíme mezi tzv. multiferoika I. druhu dle Khomského klasifikace, BaYFeO4, které patří mezi multiferoika II. druhu a LiFePO4, což je potenciálně multiferoická látka obsahující dvojmocné železo, využívaná v elektrických akumulátorech. Jako stěžejní experimentální metoda byla využita Mössbauerova spektroskopie izotopu 57 Fe, která může poskytnout informace o zkoumaných látkách z hlediska lokálního uspořádání v okolí rezonančně absorbujících jader. Vyhodnocení dat a jejich interpretace by nebyla možná bez využití výsledků z řady dalších metod, jako je...
|
|
|
Properties of iron nanoparticles sealed in protective media
Schneeweiss, Oldřich ; Hapla, Miroslav ; Zbořil, R. ; Mašláň, M.
Iron nanocrystalline powder was prepared by the reduction of ferrihydride. The samples were sealed in Ar in a plastic bag to avoid any contact with air in the form of (i) the as-prepared powder, (ii) the powder mixed with a vacuum grease, and (iii) the powder after a very slow oxidation at room temperature which formed an oxidic shell. Their phase compositions were investigated by XRD and Mossbauer spectroscopy. These data were completed by magnetic measurements. The intense amorphous-like component was observed in the Mossbauer spectrum of the as-prepared powder. The origin of this component is discussed.
|
|
|
Nuclear magnetic resonance in magnetic systems
Křišťan, Petr ; Štěpánková, Helena (vedoucí práce) ; Mašláň, Miroslav (oponent) ; Schneeweiss, Oldřich (oponent)
Název práce: Jaderná magnetická rezonance v magnetických systémech Autor: Petr Křišťan Katedra: Katedra fyziky nízkých teplot Vedoucí práce: prof. RNDr. Helena Štěpánková, CSc. Abstrakt: Magneticky uspořádané oxidy železa, zejména magnetit, maghemit, hexagonální ferit typu M a systém Fe-B, o nano až submikronových rozměrech částic byly hlavním předmětem studia předložené práce. Tyto materiály byly studovány zejména za pomoci 57 Fe jaderné magnetické rezonance (NMR). Výsledky byly důkladně analyzovány a porovnány s daty naměřenými za pomoci jiných metod jako je Mössbauerova spektroskopie, ZFC/FC mag- netická měření, rentgenová difrakce nebo TEM. V případě maghemitových částic byl konfrontován model pravidelného rozložení vakancí v oktaedrick- ých pozicích s experimentálnimi výsledky NMR měření v externích magnet- ických polích a při různých teplotách. Zároveň výsledky experimentu byly simulovány pomocí výpočtů ze prvních principů. V tenkých vrstvách bar- natého hexagonálního feritu typu M byly pozorovány vlivy snížení velikosti částic na 57 Fe NMR spektra. Metoda NMR se také osvědčila při studiu sys- tému FeMoCuB amorfních a nanokrystalických pásků, kde dokázala postih- nout formování různých strukturních fází v závislosti na způsobu přípravy. Díky různým NMR excitačním podmínkám signálu strontnatého...
|
|
|
Application of Scanning Probe Microscopy for the Study of Ultrathin Films and Nanostructures
Neuman, Jan ; Rezek, Bohuslav (oponent) ; Mašláň, Miroslav (oponent) ; Šikola, Tomáš (vedoucí práce)
The doctoral thesis is focused on the study of ultrathin layers and the utilization of atomic force microscopy (AFM) for their characterization. Morphological changes of ultrathin layer of gold on silica substrates at elevated temperatures were experimentally investigated. It was found that surface modification influences the formation of the voids in the gold layer. By the controlled dewetting of gold layer is possible to influence the formation of gold islands at elevated temperatures. Precise surface modification by electron beam lithography enabled preparation of ordered arrays of gold islands with the uniform size in range of 50 – 400 nm. It is also shown, that the increase of annealing temperature to 1000 °C induces embedding of the gold islands into the substrate. This phenomenon is probably caused by the silica transfer from the area bellow the islands to the rim. AFM methods are suitable for characterization of above mentioned nanostructures. The AFM working under the ultra-high vacuum conditions was developed at the Institute of Physical Engineering. Piezoelectric actuators are utilized for the sample approach and adjustment of the mirror used in optical detection system. The optimization was achieved by the systematic study of the driving pulse parameters. High stability and operating speed was achieved by the experimental measurements of the actuator response to the pulse shape and repetition frequency.
|
|
|
Příprava prekurzorů a nosičů nanočástic technologií vodního paprsku
Sitek, Libor ; Foldyna, Josef ; Martinec, Petr ; Klich, Jiří ; Mašláň, M.
Vysokorychlostní vodní paprsek se v průběhu tří desetiletí kvůli svým unikátním vlastnostem rozšířil do mnoha oborů lidské činnosti. Vedle dnes již tradičních technologických procesů (řezání, obrábění, čištění, demolice apod.) si začíná nacházet cestu i do oblasti mletí minerálních částic. V článku je analyzována možnost mletí částic s pomocí abrazivní směšovací hlavice používané při generování vysokorychlostního abrazivního vodního paprsku a dopadu paprsku na pevný kolmý terč vyrobený z karbidu wolframu. Tímto způsobem byly vyrobeny částice vrstevnatých silikátů mikronových a submikronových rozměrů, které jsouna rozdíl od mechanických způsobů mletí částic (např. v planetárních a kulových mlýnech, mletí tlakovým vzduchem apod.) rozbíjeny podél ploch štěpnosti a nedochází u nich k tvorbě druhotných strukturních defektů. Pomocí technologie vysokorychlostního vodního paprsku byly dezintegrovány čtyři druhy slíd (muskovity a vermikulit) a dva druhy jemnozrnných kaolinitů při tlacích vody 300případně 200 MPa.
|
|
| |
|
|
Nanokrystalické částice oxidů železa, karbidů železa a alfa-Fe připravené z ferihydritu
Schneeweiss, Oldřich ; Grygar, Tomáš ; David, Bohumil ; Pizúrová, Naděžda ; Žák, Tomáš ; Zbořil, R. ; Mašláň, M.
V práci jsou uvedeny výsledky přípravy nanokrystalických oxidů železa (hematitu alfa-Fe2O3, magnetitu Fe3O4), Haagova karbidu (Fe5C2), and alfa-Fe pomocí tepelného zpracování ferihydritu v různých atmosférách. Fázové složení a velikost nanočástic byly kontrolovány teplotou žíhání a složením okolní atmosféry (vakuum, vodík nebo etylen).
|
host ::
RSS.