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Magnetic nanogels
Ivan Novikau
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Computational Science
Betreuer*in
Sofia Kantorovich
DOI
10.25365/thesis.64035
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27767.07403.199065-1
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Magnetische Nanogele stellen aufgrund ihrer zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten eine sehr perspektivische Richtung für die Erforschung magnetischer weicher Materie dar. Hier wurde mithilfe von Langevin-Dyna-miksimulationen der Einfluss der magnetischen Nanogelkonzentration und der Wechselwirkungen eingebetteter magnetischer Partikel auf die Selbstorganisation magnetischer Nanogele im Nullfeld analysiert. Hierzu wurden radiale Verteilungsfunktionen und Strukturfaktoren für Nanogele und darin enthaltene magnetische Partikel berechnet. Es wurde festgestellt, dass im Vergleich zu Suspensionen freier magnetischer Nanopartikel, bei denen die Selbstorganisation bereits beobachtet wird, wenn die Wechselwirkungsstärke zwischen den Partikeln die thermischen Schwankungen um etwa den Faktor drei übersteigt, die Selbstorganisation magnetischer Nanogele nur durch Erhöhen dieses Verhältnisses über sechs erfolgt. Diese magnetische Selbstorganisation der Nanogele wird durch günstige enge Kontakte zwischen magnetischen Nanopartikeln aus verschiedenen Nanogelen realisiert. Es zeigt sich, dass für hohe Werte von Interpartikelwechselwirkungen, die der Bildung von Innenringen in isolierten Nanogelen entsprechen, in ihren Suspensionen größere magnetische Partikelcluster mit geringerer elastischer Strafe durch Einbeziehung verschiedener Nanogele gebildet werden können. Schließlich wurde gezeigt, dass die Selbstorganisation dieser Nanogele einen drastischen Einfluss auf die Struktureigenschaften hat, selbst wenn der Volumenanteil magnetischer Nanopartikel gering ist.
Abstract
(Englisch)
Magnetic nanogels represent a cutting edge of magnetic soft matter research due to their numerous potential applications. Here, using Langevin dynamics simulations, was analysed the influence of magnetic nanogel concentration and embedded magnetic particle interactions on the self-assembly of magnetic nanogels at zero field. For this, was calculated radial distribution functions and structure factors for nanogels and magnetic particles within them. Was found that, in comparison to suspensions of free magnetic nanoparticles, where the self-assembly is already observed if the interparticle interaction strength exceeds the thermal fluctuations by approximately a factor of three, self-assembly of magnetic nanogels only takes place by increasing such ratio above six. This magnetic nanogel self-assembly is realised by means of favourable close contacts between magnetic nanoparticles from different nanogels. It turns out that for high values of interparticle interactions, corresponding to the formation of internal rings in isolated nanogels, in their suspensions larger magnetic particle clusters with lower elastic penalty can be formed by involving different nanogels. Finally, was shown that when the self-assembly of these nanogels takes place, it has a drastic effect on the structural properties even if the volume fraction of magnetic nanoparticles is low.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
magnetic nanogels colloid simulation
Schlagwörter
(Deutsch)
magnetisch Nanogele Kolloid Simulation
Autor*innen
Ivan Novikau
Haupttitel (Englisch)
Magnetic nanogels
Paralleltitel (Deutsch)
Magnetische Nanogele
Publikationsjahr
2020
Umfangsangabe
46 Seiten : Diagramme
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Sofia Kantorovich
AC Nummer
AC16173111
Utheses ID
56810
Studienkennzahl
UA | 066 | 910 | |