Nanorod Dynamics in Complex Media

Nano-Kompassnadeln

Nickelnanostäbe besitzen aufgrund ihrer zylidrischen Form anisotrope physikalische Eigenschaften. Wir nutzen in unseren Experimenten speziell die magnetische und optische Anisotropie. Das Grundmaterial Nickel ist üblicherweise ein weichmagnetischer Ferromagnet. Nanorstäbe sind jedoch Eindomänenteilchen, deren Magnetisierung aufgrund der uniaxialen Formanisotropie vorzugsweise entlang der Stabachse ausgerichtet ist. Sie sind daher vergleichbar mit einer Kompassnadel und richten sich in einem äußeren Magnetfeld aus. Wegen der geringen Paritkelgröße kann die Ausrichtung der Stabachse mit einem konventionellen Lichtmikroskop nicht aufgelöst werden. Allerdings ist der Extinktionsquerschnitt der Nanostäbe für linear polarisiertes Licht abhängig von der Orientierung der Stabachse zur Polarisationsrichung. Daher kann die mittlere Orientierung der Stabachsen eines Ensembles aus Nanostäben durch eine Transmissionsmessung bestimmt werden. Treibt man die Nanostäbe mit Hilfe eines oszillierenden Magnetfeldes zu einer Rotationsbewegung an, lassen sich aus der Beobachtung der modulierten optischen Transmission Rückschlüsse auf die Rotationsrelaxation in einer visko-elastischen  Umgebung ziehen.