【摘要】 使用振动样品磁强计（VSM）测量氧化铁纳米刷阵列的磁滞回线，其中矫顽力和剩磁几乎为零，以实现典型的超顺磁性。

使用阳极氧化铝模板（AAO）模板制备具有不同形貌的超顺磁性氧化铁纳米刷。柔性聚合物和涂有聚丙烯酸（PAA）的前体氧化铁纳米颗粒被组装成氧化铁纳米刷。通过对氧化铝模板进行不同程度的刻蚀，得到不同形貌的氧化铁纳米刷。使用场发射扫描电子显微镜（FESEM）对氧化铁纳米刷阵列的形貌进行了表征。使用振动样品磁强计（VSM）测量氧化铁纳米刷阵列的磁滞回线，其中矫顽力和剩磁几乎为零，以实现典型的超顺磁性。接触角测试表明氧化铁纳米刷具有亲水性。这些超顺磁性和柔性氧化铁纳米刷可用于自清洁表面和由磁场驱动的传感器。

图1.孔径为~190 nm、孔壁较厚的AAO模板中制备的纳米线经0.3 M磷酸腐蚀20分钟后的SEM图像。【1】

 

图2.(a) 纳米线的磁滞曲线。 (b) 纳米刷的静态接触角测试。【1】

 

假设用较厚的 AAO 模板孔壁制备的纳米线可以有效防止这种情况。图1 显示了使用改进的硬质阳极氧化制备的 AAO 模板中制备的纳米线的 SEM，孔径为 ∼190 nm，孔壁较厚，经 0.3 M 磷酸腐蚀 20 分钟。从图中可以看出，我们在AAO模板中获得了更好的纳米刷袍结构。图1.孔径为~190 nm、孔壁较厚的AAO模板中制备的纳米线经0.3 M磷酸腐蚀20分钟后的SEM图像。纳米线的磁滞曲线如图2a所示。使用振动样品磁力计（VSM，在 300 K 下测量）获得的磁滞回线表明纳米刷具有超顺磁性。结果表明，氧化铁纳米线保留了氧化铁纳米粒子的超顺磁性。纳米刷的静态接触角测试表明它们具有亲水性，如图2b所示。主要原因是聚合物是亲水性材料，纳米线阵列表面有很多隆起，使得比表面积增大，如图1所示。

 

在研究中，证明了一种简单的静电组装方法与AAO模板相结合可用于制备直径和长度可控的超顺磁纳米线。为了获得纳米刷结构，带有纳米线的 AAO 模板在酸或碱的水溶液中被腐蚀。低浓度的氢氧化钠溶液会使组装的纳米线塌陷并对纳米线的表面造成严重损坏。然而，0.3M磷酸可以得到完全有序的纳米线，且其损伤远小于氢氧化钠溶液。磁滞回线证实纳米线阵列具有超顺磁性。接触角测试表明纳米刷具有良好的亲水性。这些纳米刷是传感器和自清洁表面的潜在候选者。

 

【1】Yong Ren, Jun Zhou, Xinxin Zhu, Jiangxia Fan, Yan Zhang, Hao Zhu, Rui Zhou, Bo Dai, Effect of corrosion methods on morphology of superparamagnetic and flexible iron oxide nanobrushes, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Volume 462, 2018, Pages 216-219,

 

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