Mīkstu magnētisku materiālu funkcionālo iespēju eksperimentālie pētījumi

Projekta vadītājs A.Cēbers

Atskaites periodā tika turpināta eksperimentālās bāzes pilnveidošana mīkstu magnētisku materiālu pētījumiem, kā arī iegūta virkne jaunu rezultātu.

Pirmām kārtām jānorāda veiktie feromagnētisko filamentu uzvedības mainīgā magnētiskā laukā eksperi-mentālie pētījumi. Iegūtā feromagnētis-ka filamenta orientācijas leņķa laika atkarība parādīta Zīm.1 un labi atbilst teorētiski sagaidmajai relaksācijas ātru-ma atkarībai no magnētiskā lauka inten-sitātes. Par šiem jautājumiem sagatavota publikācija [4] un referēts konferencēs (tēzes [3], [5]).

Novērotā feromagnētisku filamentu uzvedība ļāva izvirzīt hipotēzi, ka nosakot magnetotaktisku baktēriju orientācijas sakārtotības parametru mainīgā magnētiskā laukā var iegūt informāciju par to citoskeleta elastīgām īpašībām.

Veiktie eksperimenti apstiprināja baktēriju orientāciju perpendikulari ārējam mainīgam laukam, bet apstiprināt to, ka tas ir saistīts ar citoskeleta elastīgām īpašībām pagaidām neizdevās [3]. Par šiem rezultātiem tika ziņots konferencēs (tēzes [1],[2],[3],[6]).

Atskaites posmā tika izveidota virkne jaunu metodiku. Izmantojot superparamagnētisku filamentu [1] kustības likumsakarības mainīgā magnētiskā laukā tika veikti pirmie bakteriofaga Pf1 (BMPSC) gēlu viskoelastīgo īpašību mērījumi. Zīm.2 parādītas iegūtās gēla kompleksā elastības moduļa reālās un imaginārās daļas atkarības no magnētiskā lauka frekvences. Līdzīgi rezultāti iegūti fibrinogena gēliem. Turpmākajā periodā dotie darbi tiks izvērsti un sadarbībā ar mūsu partneriem no BMPSC un Pensilvānijas universitātes tiks gatavotas publikācijas.

Atskaites periodā tika veikta virkne uz perspektīvu vērstu teorētisku pētījumu. Tā kā iepriek-šējā periodā tika nos-kaidrots, ka šie filamenti liekšanās nesta-bilitātes dēļ zaudē savu spoguļsimetriju, tad uz to bāzes iespējama jauna tipa magnētisku mikro-dzinēju izstrāde. Veiktie skaitliskās modelēšanas eksperimenti apstiprina šo iespēju.

Par dotajiem jautājumiem 2009 g. martā tiks ziņots Amerikas Fizikas biedrības konferencē (iesniegtās tēzes [1]). Tā kā par citiem finansējuma avotiem aizvadītajā periodā eksperimentālās laboratorijas vajadzībām tika iegādāta ātra videokamera, tad turpmākā periodā ir paredzama uz feromagnētisku stīgu bāzes izveidotu mikrodzinēju eksperimentāli pētījumi, kuri iepriekšējā periodā nebija iespējami ātrās videokameras trūkuma dēļ.

Līdztekus mikrodzinēju teorētiskiem pētī-jumiem atskaites periodā tika veikts plašs feromagnētisku stīgu līdzsvara konfigurāciju pētījums. Tika atrasta virkne jaunu šo stīgu īpašību, piemēram, cilpu, kuras veidojas vērpjot feromagnētisku stīgu magnētiskā laukā orientācijas maiņa no plaknes perpendikulāras laukam uz tai paralēlu (Zīm.3).

Līdzīgas parādības novērojamas stīgām pieliekot mehāniskus spriegumus. Atskaites periodā izmantojot ERAF finansējumu laboratorijas rīcībā ir PIV iekārta (Particle image velocimetry). Ar tās palīdzību var veikt šķidrumu kustības likumsakarību pētījumus mikroskopiskos izmēros. Tika veikti pirmie eksperimentālie pētījumi ar šīs metodikas palīdzību – veikta šķidruma ātruma lauka mērījumi, kuri uz divu samaisošos magnētiska un nemagnētiska šķidrumu robežas veidojas patstāvīgā magnētiskā laukā magnē-tiskās mikrokonvekcijas parādības dēļ. (Zīm.4). Iegūties rezultāti izrādījās tik interesanti, ka Dantec firma, kura mums piegādāja doto aparatūru, lūdza atļauju iegūtos rezultātus izmantot savos reklāmas prospektos. Būtiski ir atzīmēt, ka šajos eksperimentos izmantotie magnētiskie koloīdi uz ūdens bāzes ir sintezēti teorētiskās fizikas katedras eksperimentālajā grupā.

Saistībā ar magnētiskās mikrokonvekcijas parādību atrodas tradicionāli teorētiskās fizikas katedrā veiktie Hele-Šou plūsmu ar brīvām virsmām pētījumi. Šajā periodā noskaidrota magnētiskā lauka ietekme uz hidrodinamisko nestabilitāti, ko izsauc Hele-Šou slāņa biezuma maiņa [2].