محققان دانشگاه کاشان با استفاده از فرایندی سازگار با محیط‌زیست و ارزان، اقدام به تولید نانوذرات مغناطیسی نموده‌اند. این نانوذرات که با استفاده از قند و در مقیاس آزمایشگاهی تهیه شده‌اند، در صنایع الکترونیک و صنایع نظامی کاربرد دارند.
کاشان: استفاده از قند به‌منظور تولید نانوذرات مغناطیسی
ذرات مغناطیسی با کاربردهایی نظیر مولکول‌های هوشمند، جوهرهای مغناطیسی و چیپ‌های الکترونیک امروزه در بسیاری از صنایع مورد توجه قرار گرفته‌اند. در مقیاس نانو تغییر اندازه و مورفولوژی به شدت روی خواص مغناطیسی مواد اثرگذار است و تغییر در هر یک از موارد فوق باعث ایجاد تنوع در رفتار مغناطیسی می شود. ازاین‌رو کاهش اندازه‌ی ذرات در مقیاس نانومتری می‌تواند موجب بهبود عملکرد این ذرات گردد. روش‌های متعددی به‌منظور تولید ذرات مغناطیسی در اندازه‌های نانومتری مورد استفاده قرار می‌گیرد. در بسیاری از روش‌ها، از مواد شیمیایی استفاده می‌شود. ازاین‌رو به سبب مسائل زیست‌محیطی استفاده از مواد طبیعی به‌عنوان جایگزین ترکیبات شیمیایی در دهه‌های اخیر، موضوع بسیاری از تحقیق‌ها در این حوزه بوده است.
دکتر مسعود صلواتی نیاسری با اشاره به اینکه هگزافریت باریم به‌عنوان یک ماده‌ی مغناطیسی عملکرد خوبی از لحاظ جذب امواج ماکرویو از خود نشان می‌دهد؛ هدف از انجام این طرح را معرفی یک ماده‌ی طبیعی جایگزین و یک روش کم‌هزینه جهت تولید این ماده‌ی مغناطیسی در اندازه‌ی ذرات نانومتری عنوان نمود.
به گفته‌ی این محقق این روش علاوه بر ساده، کم‌هزینه بودن و سرعت بالای فرایند، از کربوهیدرات موجود در قند به‌عنوان سوخت پاک مورد نیاز فرایند بهره می‌برد. کلوخه شدن نانوذرات در این روش محدود شده و نیاز به تجهیزات گران قیمت مرتفع می‌گردد. همچنین نانوذرات سنتز شده به این روش عملکرد مغناطیسی بسیار خوبی از خود نشان داده و از پایداری شیمیایی و مقاومت الکتریکی بالایی برخوردارند.
وی در ادامه در خصوص نحوه‌ی عملکرد نانوفریت‌های مغناطیسی در جذب امواج ماکرویو خاطرنشان کرد: «نانوکریستال‌های مغناطیسی به دلیل دارا بودن نسبت سطح به حجم بالا، انرژی سطحی بالایی دارند، ازاین‌رو سطح انرژی الکترون‌ها بر روی سطح بیشتر از سطح انرژی الکترون‌های درون کریستال است. بنابراین این الکترون‌ها با جذب انرژی کمتری به سطوح بالاتر انتقال می‌یابند. با این تفاسیر ذرات با ابعاد نانومتری توانایی بیشتر در جذب امواج ماکرویو را خواهند داشت.»
در طرح حاضر ابتدا نانوذرات فریت باریم به روش سل ژل خود احتراقی سنتز شده است. سپس به بررسی میزان بهبود خواص مغناطیسی با نوع عامل احیاکننده، پرداخته شده و در نهایت پارامترهای مختلفی از قبیل دمای کلسیناسیون، نوع عامل احیاکننده و نسبت احیاکننده به اکسیدکننده در رسیدن به خواص ساختاری مناسب مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند با استفاده از روش سل ژل خود احتراقی، دمای کلسیناسیون را تا حد امکان کاهش می‌یابد. همچنین توزیع اندازه‌ی ذرات در محدوده‌ی باریکی قرار گرفته و خلوص و خواص نانوذرات از کیفیت مطلوبی برخوردار خواهد بود.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر مسعود صلواتی نیاسری – عضو هیأت علمی دانشگاه کاشان و سمیرا ماندی زاده و فائزه صوفی وند – دانشجویان دکترای این دانشگاه است. نتایج این کار در مجله‌ی Advanced Powder Technology (جلد ۲۶، سال ۲۰۱۵، صفحات ۱۳۴۸ تا ۱۳۵۴) به چاپ رسیده است.
