Magnetic field- and temperature- responsive smart hybrid materials with rheology control: interplay between magnetic nanoparticles and a physical gel network in AC, DC and AC+DC fields probed by high frequency SANS

在自聚集的凝胶基质韦尔登中加入磁性纳米粒子（MNP）的铁水凝胶是一种典型的多钾响应性杂化材料。这是因为，在交流和/或直流磁场费尔德中，MNP和自聚集网络的相互作用，使磁流变学受到控制。Bisher wurden niedermolekulare Gelatoren untersucht，die über hydrophobe Wechselenkungen und H-Brücken Aggregate bilden. MNP是一种具有高稳定性和高团聚性的单分散铁氧体MNP（Fe 3 O 4，CoFe 2 O 4，MnxZn 1-xFe 2 O 4）。该方法是一种中子闪烁法（SANS），采用交流或直流磁场角。SANS是一种用于解决复杂复合材料问题的方法，它是由纳米纤维（Fibrillen，Partikel）和动力学（Übergangsstrukturen; Néel und Brown`sche Relaxation; TISANE mit 0.1 ms Auflösung）组成的，信息是一种具有自适应对比变化的复合材料，它是一种具有极化中子的磁性材料。SANS传感器的工作原理与流变学和磁流变学数据有关。凝胶中的Partikeleinbaus的影响将通过Lichtstreuung、FCS和Röntgencorrelationsspektroskopie（XPCS）来解决。Cryo-TEM和AFM可以很好地描述混合材料。Dabei sind die systematisch zu variierenden Parameter：Steifermatrix der Gelmatrix，Adhäsionsstärke der MNP/Netzknoten（gesteuert über Wahl des Gelbildners und Art der MNP Funktionalisierung），Maschenweite，Dicht der Knotenpunkte（Konzentration von Gelbildren und MNP）.在MNP控制韦尔登的旋转和平移过程中，不确定性的工作韦尔登通过齿轮的旋转和平移功能来实现。在AC费尔德中的MNP具有触变效果。如果在空气温度的最低处有一个非常高的温度，那么就可以把温度和刺激因素结合起来，使之成为一个完整的韦尔登。Damit sollten sich in einem externen Magnetfeld eingestellte Strukturen fixieren lassen，woddman System mit reversiblem Gedächtnis für Struktur und magnetische Eigenschaften erhalten lassen.在此，我们将相关参数与SANS的支持韦尔登相结合，对矩阵和材料特性进行一致的描述。Diese Information ist dann essentiell um Ferrogele für unterschuedliche Anwendungen Magnetisch Responsiver Materialien（wie Aktuatorens，künstliche Muskel，Sensoren etc.）你就去吧。

Ferrohydrogele, mit magnetischen Nanopartikeln (MNPs) in einer selbstaggregierten Gelmatrix werden als typische multiskalige responsive Hybridmaterialien untersucht. Ziel ist es, das Wechselspiel zwischen MNP und selbstaggregiertem Netzwerk im AC und/oder DC magnetischem Feld zu untersuchen, um damit die makroskopische Rheologie zu kontrollieren. Bisher wurden niedermolekulare Gelatoren untersucht, die über hydrophobe Wechselwirkungen und H-Brücken Aggregate bilden. MNPs sollten sich an den Netzwerkknoten anreichern, wobei wir hier monodisperse Ferrit MNPs (Fe3O4, CoFe2O4, MnxZn1-xFe2O4) mit einer Silikahülle einsetzen, die die Partikel biokompatibel macht und eine variierbare Oberflächenladung ermöglicht, wodurch die kolloidale Stabilität erhöht und eine Agglomeration der MNPs unterdrückt wird. Die Hauptmethode ist die Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS), wobei ein AC und/oder DC Magnetfeld angelegt wird. SANS ist besonders geeignet für solche komplexen Kompositmaterialien, da es den nm-Bereich statisch (Fibrillen, Partikel) und dynamisch (Übergangsstrukturen; Néel und Brown`sche Relaxation; TISANE mit 0.1 ms Auflösung) abdeckt, Information über die einzelnen Komponenten mit Hilfe selektiver Kontrastvariation erhältlich ist sowie magnetische Domänen mit polarisierten Neutronen beobachtbar sind. Das Ergebnis der SANS Messungen wird mit den rheologischen und magnetorheologischen Daten korreliert. Der Einfluss des Partikeleinbaus in das Gel wird mit Hilfe von Lichtstreuung, FCS und Röntgenkorrelationsspektroskopie (XPCS) untersucht. Cryo-TEM und AFM komplementieren dann eine vollständige Beschreibung der Hybridmaterialien. Dabei sind die systematisch zu variierenden Parameter: Steifheit der Gelmatrix, Adhäsionsstärke der MNP/Netzknoten (gesteuert über Wahl des Gelbildners und Art der MNP Funktionalisierung), Maschenweite, Dicht der Knotenpunkte (Konzentration von Gelbildner und MNP). Unterschiedliche Ergebnisse werden erwartet als Funktion der Stärke und Zahl der Verknüpfung und in Abhängigkeit von Feldstärke und Frequenz, wobei Rotation und Translation der MNP kontrolliert werden. Hier warden lokales Aufheizen über MNPs im AC Feld sowie thixotrope Effekte berücksichtigt. Gele mit einer Übergangstemperatur in der Nähe der Raumtemperatur erlauben den Wechsel zwischen Sol- und Gelzustand, wodurch die Temperatur als zusätzlicher Stimulus integriert werden kann. Damit sollten sich in einem externen Magnetfeld eingestellte Strukturen fixieren lassen, wodurch man System mit reversiblem Gedächtnis für Struktur und magnetische Eigenschaften erhalten lassen. Hier soll der relevante Parameterbereich speziell mit Hilfe von SANS untersucht werden, um somit eine konsistente Beschreibung der Beziehung zwischen Matrix und Materialeigenschaften zu erhalten. Diese Information ist dann essentiell um Ferrogele für unterschiedliche Anwendungen versatiler magnetisch responsiver Materialien (wie Aktuatorens, künstliche Muskel, Sensoren etc.) zu erarbeiten.