Magnetic and Mössbauer spectroscopy studies of hollow microcapsules made of silica-coated CoFe₂O₄nanoparticles

Abstract

The hollow microcapsules made of silica-coated CoFe 2 O 4 nanoparticles were synthesized using chemical co-precipitation, followed by the sol-gel method. Poly(MMA-co-MAA) microspheres were used as a core template which can be completely removed after annealing at 450 °C. The microcapsules are monodisperse with the outer diameter of about 450 nm and the thickness of the shell is about 50 nm. The nanoparticles of Co-ferrite are single crystalline. The size of the nanoparticles and magnetic properties of CoFe 2 O 4 /SiO 2 hollow spheres can be tuned with high accuracy at the annealing stage. The Mössbauer data indicate that CoFe 2 O 4 ferrite is an inverse spinel, in which Fe 3+ and Co 2+ ions are distributed in both octahedral and tetrahedral sites with the inversion degree close to the bulk ferrite value. At low temperature the CoFe 2 O 4 /SiO 2 nanoparticles are in antiferromagnetic (AFM) state due to the canted or triangular magnetic structure. Under heating in the applied field, AFM structure transforms to the ferrimagnetic(FM) structure, that increases the magnetization. The Mössbauer data revealed that the small size CoFe 2 O 4 /SiO 2 particles do not show superparamagnetic behavior, but they transit to the paramagnetic state by the jump-like first order magnetic transition (JMT). This effect is a specific property of the magnetic nanoparticles isolated by inert material. The suggested method of synthesis can be modified with various bio-ligands on the silane surface, and such materials can find many applications in diagnostics and bio-separation.

Formation Methodology of Hydrodynamic and Rheological Effects of Magnetorheological Working Environment

“…В некоторых вариантах существующих конструкций магнитореологических аппаратов дополнительно предполагается снижение инерционности жидкой среды за счет системы изогнутых каналов или разночастотное воздействие электромагнитных полей на рабочую среду без реализации в ней гидродинамических и реологических эффектов. Распространенные конструкции рассмотрены в работах [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. Распространенные магнитореологические системы имеют существенные ограничения по значениям рабочего давления и выраженную нестабильность характеристик во времени, что является следствием их конструктивных и функциональных особенностей.…”

Combined and Rotary Magnetorheological Fluid Technologies in Rheological Damping Systems

“…Недостаточное развитие уровня техники и технологий, а также отсутствие теоретической базы обуславливают создание магнитореологических систем амортизации комбинированного типа управления без возможности ориентации на аналоги и прототипы, усложняя процесс их проектирования и расчета. Очевидно, что точность прогнозирования параметров рабочих процессов любых технических систем определяется эффективностью выбранных методов расчета их параметров, идентификацией характеристик расчетных моделей и принятых конструкторских решений [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12].…”

Two-Level Model Description of Superparamagnetic Relaxation in Nanoferrites (Co,Zn)Fe2O4

“…Nanoparticle ferrites form a group of innovative materials with wide prospects for applications [1][2][3]. Due to nanosize of particles they exhibit a variety of properties which are different from those observed for bulk form [4][5][6][7][8][9].…”