Magnetic Nanoparticle Chains in Gelatin Ferrogels: Bioinspiration from Magnetotactic Bacteria

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Sebastian Sturm - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Maria Siglreitmeier - , Universität Konstanz (Autor:in)
  • Daniel Wolf - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Karin Vogel - , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (Autor:in)
  • Micha Gratz - , Universität des Saarlandes (Autor:in)
  • Damien Faivre - , Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Aix-Marseille Université (Autor:in)
  • Axel Lubk - , CEOS-Stiftungsprofessur für Elektronenoptik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Bernd Büchner - , Professur für Experimentelle Festkörperphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Elena V. Sturm - , Universität Konstanz (Autor:in)
  • Helmut Cölfen - , Universität Konstanz (Autor:in)

Abstract

Inspired by chains of ferrimagnetic nanocrystals (NCs) in magnetotactic bacteria (MTB), the synthesis and detailed characterization of ferrimagnetic magnetite NC chain-like assemblies is reported. An easy green synthesis route in a thermoreversible gelatin hydrogel matrix is used. The structure of these magnetite chains prepared with and without gelatin is characterized by means of transmission electron microscopy, including electron tomography (ET). These structures indeed bear resemblance to the magnetite assemblies found in MTB, known for their mechanical flexibility and outstanding magnetic properties and known to crystallographically align their magnetite NCs along the strongest <111> magnetization easy axis. Using electron holography (EH) and angular dependent magnetic measurements, the magnetic interaction between the NCs and the generation of a magnetically anisotropic material can be shown. The electro- and magnetostatic modeling demonstrates that in order to precisely determine the magnetization (by means of EH) inside chain-like NCs assemblies, their exact shape, arrangement and stray-fields have to be considered (ideally obtained using ET).

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer1905996
FachzeitschriftAdvanced functional materials
Jahrgang29
Ausgabenummer45
PublikationsstatusVeröffentlicht - 1 Nov. 2019
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • bioinspiration, electron holography, electron tomography, gelatin, magnetite