Достижение дальнего произвольного однородного выравнивания наноструктур в магнитных полях

Для того чтобы ориентация наноструктур в магнитном поле стала жизнеспособным методом создания высокоэффективных многофункциональных нанокомпозитов, крайне важно разработать простой в реализации метод, способный обеспечивать дальнее однородное выравнивание наноструктур. Для решения этой задачи, впервые с использованием матрицы Хальбаха представлена методика ориентации наноструктур в полимерных нанокомпозитах в магнитном поле, отличающаяся высокой однородностью, высокой напряжённостью и компактностью; методика разработана по аналогии с технологией низкопольного ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Потенциальные новые возможности продемонстрированы на примере графен-полимерных композитов с рассмотрением их электротепловых и антибактериальных свойств в высокоориентированных ортогональных морфологиях. Высокая степень анизотропии, индуцированная в исследованных графеновых нанокомпозитах, проявляется в следующем: 1) электрическая проводимость до четырёх порядков выше, чем у их случайно ориентированных аналогов, при концентрациях, при которых последние демонстрируют лишь минимальное улучшение по сравнению с ненаполненным полимером; 2) повышение теплопроводности более чем на 1200%; 3) получение антибактериальных поверхностей при уровнях магнитного поля, использованных в качестве эталонных, при меньшем содержании наполнителя и с дополнительной возможностью произвольной ориентации нанонаполнителей. В целом новый метод и его модификации могут открыть новые перспективы для управления наноструктурой и эксплуатационными характеристиками практически во всех основных областях применения нанокомпозитов на основе графена и других типов наполнителей.