Olomouc – Olomoučtí vědci vyvinuli společně s kolegy z Prahy a Singapuru nejmenší kovové magnety na světě. Jejich rozměry se pohybují v řádu nanometrů, což je přibližně tisícina tloušťky lidského vlasu. Vznikly kombinací nanočástic železa, niklu či kobaltu s chemicky upraveným grafenem. Unikátní výsledek výzkumu by mohl najít uplatnění v lékařské diagnostice, ale i v ekologii, elektronice či biotechnologiích. Práci českých výzkumníků zveřejnil v těchto dnech prestižní časopis Nature Communications.
Chemickou úpravou grafenu mohou vědci významně ovlivnit jeho elektrické, optické i magnetické vlastnosti. "Tentokrát jsme využili vhodné funkční skupiny k jakémusi uvěznění ultramalých kovových nanočástic mezi listy grafenu a tím zabránili jejich oxidaci na dosud běžně využívané, ale méně magnetické oxidy kovů. Získali jsme tak novou třídu na vzduchu stabilních a velmi silných magnetů," uvedl vedoucí projektu a ředitel Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů univerzity Radek Zbořil.
Dostatečná produkce bývá hlavním problémem
Podle odborníků je přitom metoda přípravy poměrně jednoduchá – vyžaduje práci ve vodíkové atmosféře a využití kyslíkových funkčních skupin, které pevnou vazbou propojí grafen a nanomagnet. "Technologie dovoluje připravit širokou škálu takto malých a stabilních kovových magnetů. Navíc je lze vyrobit jednorázově ve velkých množstvích. Právě dostatečná produkce bývá hlavním problémem uplatnění mnoha slibných technologií na bázi grafenu," doplnil Zdeněk Sofer z Vysoké školy chemicko-technologické v Praze, který stál u vývoje syntetických postupů.
Český tým již prokázal účinnost kovových nanočástic v lékařské diagnostice. Experimenty na myších ukázaly, že kovové magnety slouží jako velmi perspektivní kontrastní látky při zobrazování magnetickou rezonancí. Využití technologie je však mnohem širší. "Ukotvené magnetické nanočástice dovolují jednoduše manipulovat s grafenem a přitom neovlivňují jeho unikátní povrchové a fyzikálně-chemické vlastnosti. Kompozit tak může nalézt uplatnění jako citlivý elektrochemický senzor, ale i v elektronice nebo magnetooptických technologiích," uvedl další z českých spoluautorů Martin Pumera, který působí na univerzitě v Singapuru.
Unikátní objev by mohl najít uplatnění také v technologiích čištění vod, ale i při cíleném transportu léčiv nebo separaci důležitých biomolekul v biochemii a potravinářství, uvedli vědci.
Na poli výzkumu grafenu a magnetismu již mají olomoučtí vědci za sebou řadu úspěchů. Před několika lety připravili nejtenčí izolant na světě na bázi fluorografenu, nedávno stejný autorský tým publikoval i nejsilnější dvoudimenzionální organické magnety.
