journal article·2014-04-09

Nano- and Microstructures of Magnetic Field-Guided Maghemite Nanoparticles in Diblock Copolymer Films

Yuan Yao, Ezzeldin Metwalli, Martin A. Niedermeier, Matthias Opel, Chen Lin, Jing Ning, Jan Perlich, Stephan V. Roth, Peter Müller-Buschbaum

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Abstract

The control over the alignment of nanoparticles within a block copolymer matrix was investigated for different external magnetic fields with respect to producing well-aligned, highly oriented metal-oxide-polymer nanopatterns. Hybrid films were prepared by solution casting under a range of external magnetic fields. The nano- and microstructure of maghemite nanoparticles within poly(styrene-b-methyl methacrylate) diblock copolymer films as a function of the nanoparticle concentration was studied using optical microscopy, atomic force microscopy, scanning electron microscopy, and grazing incidence small-angle X-ray scattering. Because of a polystyrene (PS) coating, the nanoparticles are incorporated in the PS domains of the diblock copolymer morphology. At higher nanoparticle concentrations, nanoparticle aggregates perturb the block copolymer structure and accumulate at the films surface into wire-shaped stripes. These wire-shaped nanoparticle aggregates form mainly because of the competition between nanoparticle-polymer friction and magnetic dipolar interaction. The magnetic behavior of the hybrid films was probed at different temperatures for two orthogonal directions (with the line-shaped particle aggregates parallel and perpendicular to the magnetic field). The hybrid film systems show superparamagnetic behavior and remarkable shape anisotropy that render them interesting for magnetic applications.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Block Copolymer Self-Assembly · Characterization and Applications of Magnetic Nanoparticles · Nanoparticle-Based Drug Delivery

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Physik-Department, Lehrstuhl für Funktionelle Materialien, Technische Universität München, James-Franck-Str. 1, 85748 Garching, Germany

Walther-Meissner-Institut, Bayerische Akademie der Wissenschaften, Walther-Meissner-Straße 8, 85748 Garching, Germany

Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, Notkestr. 85, 22603 Hamburg, Germany

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