Trong nghiên cứu này, tổng hợp vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag bằng phương pháp phát triển hạt và đánh giá ảnh hưởng của tỉ lệ Ag trong vật liệu lên khả năng sinh nhiệt khi kết hợp đồng thời hai điều kiện chiếu laser và áp đặt từ trường xoay chiều.
Nghiên cứu khoa học công nghệ Tổng hợp hiệu sinh nhiệt hạt nano tổ hợp Fe3O4-Ag Lê Thị Hồng Phong1,2, Phạm Hồng Nam1, Tạ Ngọc Bách1, Phạm Thanh Phong3,4, Đỗ Hùng Mạnh1,2* Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam; Học viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam; Phịng thí nghiệm từ học vật liệu từ, Viện Tiên tiến Khoa học Công nghệ, Đại học Văn Lang; Khoa Công nghệ, Đại học Văn Lang *Email: manhdh.ims@gmail.com Nhận ngày 11/12/2021; Hoàn thiện ngày 28/01/2022; Chấp nhận đăng ngày 14/02/2022 DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.77.2022.111-119 TÓM TẮT Vật liệu tổ hợp hai thành phần kim loại oxit sắt từ nhận nhiều quan tâm năm gần nhờ hiệu sinh nhiệt cao tính chất cộng hưởng plasmonic bề mặt cục (LSPR) thành phần kim loại khả đốt nóng cảm ứng từ oxit sắt từ Trong nghiên cứu này, tổng hợp vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag phương pháp phát triển hạt đánh giá ảnh hưởng tỉ lệ Ag vật liệu lên khả sinh nhiệt kết hợp đồng thời hai điều kiện chiếu laser áp đặt từ trường xoay chiều Các mẫu vật liệu tổ hợp với tỉ phần Fe3O4:Ag 1:0,54; 1: 1,01 1: 1,62 thể khả sinh nhiệt dùng đồng thời từ trường laser cao so với dùng từ trường laser Một kết ấn tượng, mẫu có tỉ lệ Ag thấp cho thấy khả sinh nhiệt (SAR) đạt 230,5 W/g đồng thời đặt từ trường (200 Oe, 340 kHz) laser với công suất thấp (0,14 W/cm2) cao gần 3,5 lần so với SAR mẫu Fe3O4 Từ khóa: Vật liệu tổ hợp quang từ; Đốt nóng cảm ứng; Nano oxit sắt từ; Fe3O4-Ag MỞ ĐẦU Các hạt nano thu hút quan tâm cộng đồng nhà khoa học tính chất hóa học vật lý độc đáo chúng so sánh với vật liệu dạng khối tương ứng [1] Gần đây, tiềm sử dụng hạt nano lĩnh vực khác ngày tăng lên, chẳng hạn nơng nghiệp [2], xúc tác [3], chuẩn đốn điều trị y học [4, 5] Hầu hết ứng dụng y sinh hạt nano từ (MNPs) phân tách tế bào, dẫn thuốc hướng đích, tăng cường độ tương phản ảnh cộng hưởng từ, đặc biệt nhiệt từ trị… dựa việc điều khiển hạt nano từ trường [5–7] Các hạt nano từ tính oxit sắt - chủ yếu hạt nano magnetit (NPs Fe3O4) kích thước cỡ 20 nm thể tính siêu thuận từ nhiệt độ phịng, độc tính thấp khả chức hóa bề mặt nghiên cứu rộng rãi [6–9] Mặc dù Fe3O4 có tiềm ứng dụng y sinh, nhiên hạt chưa bọc phủ dễ bị kết đám, kết tủa giảm giá trị từ độ bão hòa [10] Các hạt nano Ag (NPs Ag) thu hút quan tâm lĩnh vực khác nhau: xúc tác, điện tử, y sinh ứng dụng môi trường, bật tác nhân kháng khuẩn kháng khối u [3, 11, 12] Các tính đặc biệt NPs Ag gắn liền với thuộc tính nội cộng hưởng plasmon bề mặt cục (LSPR) [13] Do đó, kết hợp NPs Fe3O4 NPs Ag cấu trúc nano lai dị thể (NPs Fe3O4-Ag) lõi –vỏ (Fe3O4@Ag hay Ag@Fe3O4), cho phép kết hợp cải thiện thuộc tính riêng lẻ thành phần hạt nano, tạo nên hệ hạt nano đa chức tránh kết tụ oxy hóa NPs Fe3O4 Tổ hợp NPs Fe3O4 với hạt nano kim loại khác Au, Pd thể tính chất tăng cường định hướng cho lĩnh vực ứng dụng khác xúc tác, chuẩn đoán điều trị [14, 15] NPs Fe3O4-Ag thường tổng hợp theo hai bước: 1) Đầu tiên, NPs Fe3O4 tổng hợp phương pháp hóa học tiêu biểu với đặc điểm khác đồng kết tủa [7] - dễ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 77, 02 - 2022 111 Vật lý chế tạo, giá thành rẻ, khó điều khiển kích thước hạt, phân hủy nhiệt [6, 8] – khó chế tạo, điều chỉnh hình dạng, kích thước phân bố kích thước hẹp; 2) Sau đó, NPs Ag phủ lên bề mặt NPs Fe3O4 để tạo vật liệu lai NPs Fe3O4 Ag cách khử muối AgNO3 Có nhiều báo cáo tổng hợp ứng dụng vật liệu tổ hợp hai thành phần gồm NPs Fe3O4 Ag y sinh [16–23] Tuy nhiên, theo tìm hiểu nghiên cứu khả sinh nhiệt cảm ứng từ cảm ứng quang tương đối chưa đầy đủ [16-18] Das cộng [16] chế tạo vật liệu lõi –vỏ Ag@Fe3O4 cấu trúc hình hoa việc kết hợp đồng thời khả đốt nóng cảm ứng quang-từ vật liệu giúp giảm cường độ từ trường cơng suất laser cho thích hợp với ngưỡng cho phép dùng phương pháp nhiệt trị Ding cộng [17] báo cáo so sánh hiệu đốt nóng chất lỏng từ chứa cấu trúc lai dạng dị thể Fe3O4-Ag lõi-vỏ Fe3O4@Ag với nồng độ mg/mL, Linh cộng [18] nghiên cứu vai trị mật độ cơng suất tới khả đốt NPs Fe3O4@Ag Tuy nhiên, báo cáo chưa có nghiên cứu ảnh hưởng tỉ phần Fe3O4 Ag vật liệu lai/tổ hợp tới hiệu đốt nóng Trong nghiên cứu này, tập trung giải vấn đề nêu cách tổng hợp vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag với tỉ phần Ag khác dùng phương pháp phát triển hạt Khả sinh nhiệt chúng kích thích laser từ trường xoay chiều kết hợp đồng thời hai phương thức khảo sát biện luận THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất Sắt (III) acetylacetonate (Fe(acac)3, Arcos, 99%), Coban (II) acetylacetonate (Co(acac)2, Arcos, 99%), Octadecanol (Arcos, 95%), Oleic axit (Fisher, 97%), Oleylamine (Arcos, 80-90%), benzylether (Arcos, 99%), Ethanol (Fisher, 99%), n-hexan (Fisher, 95%), AgNO3 (99%,Prabo) Các hóa chất sử dụng mà không cần tinh chế lại 2.2 Chế tạo vật liệu nano Fe3O4 Hạt nano Fe3O4 chế tạo phương pháp phân hủy nhiệt [8] Đầu tiên, mmol Fe(acac)3, 10 mmol Octadecanol 40 ml dung môi Benzylether đưa vào bình phản ứng (bình cầu cổ) Sau thêm hỗn hợp chất hoạt động bề mặt bao gồm 15 mmol Oleylamine 15 mmol axit Oleic Hỗn hợp dung dịch khuấy từ nhiệt độ phòng 30 phút gia nhiệt hỗn hợp phản ứng theo mức nhiệt độ: 100 oC/30 phút, 200 oC/30 phút 298 oC/1 Sau phản ứng kết thúc, dung dịch để nguội tự nhiên nhiệt độ phòng Sản phẩm thu hồi hạt cách thêm lượng dư Ethanol so với lượng dung dịch ly tâm 5800 vòng/phút thời gian phút Kết tủa sau ly tâm phân tán lại dung dịch n-hexan Quá trình lặp lại lần với mục đích thu sản phẩm tinh khiết Mẫu hạt nano Fe3O4 chế tạo được ký hiệu FO 2.3 Chế tạo vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag Hạt nano tổ hợp Fe3O4-Ag chế tạo sở phương pháp phát triển hạt, sử dụng Oleylamin chất khử Đàu tiên, x mmol AgNO3 thêm vào bình cầu cổ chứa 40 ml dung môi Benzylether Tiếp theo, bổ sung 18 mmol Oleylamine (được sử dụng làm chất khử), 18 mmol axit Oleic (được sử dụng làm chất hoạt động bề mặt) vào dung dịch phản ứng Hỗn hợp bình cầu khuấy nhiệt độ phòng 30 phút đồng Sau đó, tiến hành gia nhiệt dung dịch tới 100 oC, bổ sung thêm 200 mg hạt Fe3O4 phân tán ml nhexan Duy trì nhiệt độ phản ứng 100 oC/1 để loại bỏ nước dung môi n-hexan Tiếp tục gia nhiệt lên 150 oC ổn định để hình thành hạt nano Ag Sau phản ứng kết thúc, dung dịch để nguội nhiệt độ phòng, thu hồi sản phẩm rửa tương tự tổng hợp NPs Fe3O4 nêu Ở số mol x AgNO3 mẫu tổ hợp Fe3O4-Ag (FA) thay đổi 1, mmol tương ứng với ký hiệu FA1, FA2 FA3 (xem bảng 1) 112 L T H Phong, …, Đ H Mạnh, “Tổng hợp hiệu sinh nhiệt … tổ hợp Fe3O4-Ag.” Nghiên cứu khoa học công nghệ 2.4 Các phương pháp khảo sát đặc tính vật liệu Các mẫu vật liệu khảo sát cấu trúc dùng thiết bị D8-Advance (Bruker-Đức) với xạ CuKα (λ=1,5406 Å, 2θ/steps = 0,03 o/step) Hình thái học thành phần hóa học mẫu xác định cách dùng thiết bị hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) Hitachi S4800 tích hợp với phổ tán sắc lượng tia X (EDX) Khả hấp thụ vật liệu phân tích thiết bị đo quang phổ hấp thụ UV-Vis Cary 5000 với dải bước sóng khoảng từ 300 đến 800 nm Tính chất từ vật liệu đặc trưng từ kế mẫu rung (VSM) nhiệt độ phòng với từ trường đo khoảng -11 đến 11 kOe Khả đốt nóng cảm ứng từ quang thực hệ thiết bị phát từ trường xoay chiều UHF-20 (cường độ H = 200 Oe với tần số f = 340 kHz) tích hợp với nguồn phát laser Verdi G SLM-Series 532 nm với công suất thay đổi theo mức 0,14 W/cm2, 0,25 W/cm2 0,37 W/cm2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết khảo sát đặc trưng cấu trúc, thành phần pha tính chất từ vật liệu Hình Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu vậ liệu Fe3O4 tổ hợp Fe3O4-Ag Hình giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu FO FA Từ hình thấy rằng, mẫu FO thể đặc trưng cấu trúc fcc pha Fe3O4 với đỉnh nhiễu xạ vị trí 2θ: 30,29o; 35,63o; 43,24o; 53,63o; 57,22o 62,83o tương ứng với mặt phản xạ (220), (311), (400), (422), (511) (440) (thẻ ICSD - số 158746) Đối với mẫu FA1, FA2 FA3, đỉnh nhiễu xạ đặc trưng cho pha Fe3O4 có xu hướng giảm cường độ theo thứ tự từ mẫu FA1 tới FA3, quan sát rõ đỉnh nhiễu xạ mặt phản xạ (311) Thêm vào đó, xuất vạch đặc trưng cho pha Ag đỉnh nhiễu xạ vị trí 2θ: 38,21o; 44,40o; 64,55o 77,47o tương ứng với mặt phản xạ (111), (200), (220) (311) (thẻ ICSD – số 604633) Các đỉnh nhiễu xạ tăng dần cường độ từ mẫu FA1 tới FA3 tương ứng với tăng hàm lượng AgNO3 đưa vào phản ứng ban đầu Bên cạnh đó, khơng thấy xuất đỉnh nhiễu xạ khác bốn mẫu Kết cho phép giả định mẫu chế tạo đơn pha Fe 3O4 (mẫu FO) tổ hợp hai pha Fe3O4 Ag (các mẫu FA) Hình 2-(a,e), (b,f), (c,g) (d,h) ảnh FESEM phổ EDX tương ứng mẫu FO, FA1, FA2, FA3 Ảnh FESEM mẫu FO (hình 2a) cho thấy sản phẩm tạo thành có dạng hình cầu với kích thước hạt cỡ 8-10 nm Phổ EDS tương ứng vạch nhiễu xạ đặc trưng cho nguyên tố ôxy sắt, không xuất vạch đặc trưng cho nguyên tố khác.Với mẫu vật liệu tổ hợp FA, ảnh FESEM cho thấy kích thước hạt hai mẫu FA2 FA3 tương đối nhỏ, cỡ 12-15 nm; riêng mẫu FA1 cho kích thước hạt lớn vào khoảng 15-17 nm, hạt co cụm lại bị bao lớp chất hữu bên ngồi nên khơng rõ biên hạt Ảnh SEM mẫu vật liệu tổ hợp FA chưa thể khẳng định thuộc cấu trúc kiểu lõi-vỏ hay kiểu lai dị thể độ phân giải thiết bị không đủ lớn để phân biệt hạt Ag Fe3O4 Các phổ EDX mẫu tổ hợp cho thấy bên cạnh nguyên tố O Fe cịn có thêm ngun tố Ag Từ phổ Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 77, 02 - 2022 113 Vật lý thấy tỉ phần Ag/Fe tăng dần tăng nồng độ Ag phù hợp với nồng độ Ag đưa vào ban đầu (bảng 1) Các phân tích XRD với EDX khẳng định vật liệu FA chế tạo tổ hợp hai thành phần Fe3O4 Ag (a) (b) (c) (d) Hình (a,e), (b,f), (c,g), (d,h) tương ứng ảnh FESEM phổ EDX tương ứng mẫu FO, FA1, FA2, FA3 Hình (a) - Phổ hấp thụ UV-Vis vật liệu Fe3O4 Fe3O4-Ag; (b) - Đường cong M(H) mẫu vật liệu Fe3O4, Fe3O4-Ag 114 L T H Phong, …, Đ H Mạnh, “Tổng hợp hiệu sinh nhiệt … tổ hợp Fe3O4-Ag.” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Hình 3a phổ hấp thụ UV-Vis vật liệu FO FA Có thể thấy ba mẫu FA1, FA2 FA3 cho đỉnh hấp thụ khoảng 412 – 421 nm tương ứng với LSPR Ag [17], mẫu FO hồn tồn khơng xuất đỉnh hấp thụ dải đo Khi hàm lượng Ag giảm đỉnh LSPR có xu hướng chuyển dịch đỏ từ 412 nm với mẫu FA3 sang 421 với mẫu FA1 Hiện tượng quan sát thấy số báo cáo khác [17, 21, 23] Hình 3b đường cong từ trễ M(H) mẫu nghiên cứu Kết cho thấy mẫu FO thể tính chất vật liệu siêu thuận từ nhiệt độ phòng với giá trị từ độ bão hòa M S đạt 61 emu/g giá trị lực kháng từ HC = Oe Với vật liệu tổ hợp FA, giá trị MS giảm mạnh, cụ thể 12 emu/g cho mẫu FA1 3,5 emu/g cho mẫu FA3 (bảng 1) Sự giảm MS trường hợp giải thích tăng định hướng spin ngẫu nhiên bề mặt hạt nano Fe 3O4 liên kết với hạt nano Ag [24] Một nguyên nhân quan trọng khác tỉ phần Ag vật liệu tổ hợp tăng dẫn tới đóng góp thành phần khơng từ tính tăng thêm làm giảm từ độ tổng cộng Lực kháng từ HC mẫu có xu hướng tăng nhẹ nồng độ Ag tăng (Bảng 1) Sự thay đổi HC ảnh hưởng nguyên nhân khác như: vi ứng suất, tương tác hạt, kích thước hạt, dị hướng bề mặt, [25] Bảng Giá trị từ độ bão hịa Ms, lực kháng từ Hc cơng suất hấp thụ riêng SAR tác dụng đồng thời từ trường xoay chiều 200 Oe chiếu sáng laser công suất 0,14 W/cm2 mẫu Fe3O4 Fe3O4-Ag Tên Nồng độ Ag ban Tỉ lệ khối lượng Ms Hc SAR mẫu đầu (mmol) Fe3O4/Ag (emu/g) (Oe) (W/g) FO 61 FA1 1:0,54 12 230,5 FA2 1:1,01 12 220,6 FA3 1:1,62 3,5 34 144,1 3.2 Tính chất đốt nóng cảm ứng vật liệu Khả đốt nóng cảm ứng vật liệu FO vật liệu tổ hợp FA phân tán môi trường n-hexan với nồng độ mg/ml khảo sát ba điều kiện khác nhau: i) đặt từ trường 200 Oe với tần số 340 kHz (cho mẫu); ii) chiếu sáng laser 532 nm với công suất thay đổi 0,14 W/cm2, 0,25 W/cm2, 0,37 W/cm2 (cho mẫu tổ hợp FA1, FA2 FA3; iii) kết hợp từ trường chiếu laser điều kiện (i) (ii) (riêng mẫu FO thực đặt từ trường) Hiệu suất chuyển đổi từ lượng hấp thụ trường kích thích (từ trường xoay chiều và/hoặc laser) thành nhiệt đặc trưng tốc độ hấp thụ riêng (SAR) xác định qua thực nghiệm cách sử dụng công thức sau [25]: 𝐶 𝑑𝑇 (1) 𝑆𝐴𝑅 = 𝑚 𝑑𝑡 với C nhiệt dung riêng chất lỏng (ở giá trị nhiệt dung riêng dung môi n-hexan, Cn-hexan = 2,317 J/g.K), m nồng độ hạt nano từ dung môi, dT/dt độ dốc ban đầu đường cong nhiệt độ-thời gian Hình 4a đường cong tăng nhiệt độ theo thời gian đặt từ trường mẫu chất lỏng chứa FO FA Cho mẫu FO, nhiệt độ cao tăng theo nồng độ hạt nano từ mg/ml - mg/ml Tuy nhiên, nhiệt độ cao đạt 40 oC, tức ngưỡng 42-45 oC để tiêu diệt tế bào ung thư liệu pháp nhiệt trị Với mẫu tổ hợp FA1, FA2 FA3 (nồng độ mg/1 ml) kết hợp đồng thời từ trường – chiếu laser với công suất thấp 0,14 W/cm2 nhiệt độ đạt > 45 oC (hình 4b-d) Hình cho thấy hiệu sinh nhiệt vượt trội kết hợp đồng thời từ trường laser so với dùng từ trường laser Bên cạnh đó, cơng suất laser lớn, khả sinh nhiệt tăng Ví dụ, cho mẫu FA1 kết hợp từ trường chiếu laser với cơng suất 0,37 W/cm2 tạo nhiệt độ tới > 42,5 oC 200 giây đầu Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 77, 02 - 2022 115 Vật lý tiên Kết chứng tỏ hiệu việc sử dụng vật liệu tổ hợp FA nhiệt trị: giảm nồng độ hạt từ xuống mg/ml (giảm độc tính cho tế bào lành) Hơn nữa, công suất laser thấp phù hợp với đòi hỏi cho ứng dụng ysinh Với đặc điểm nồng độ hạt từ thấp công suất laser thấp mở tiềm ứng dụng nhiệt trị cho loại vật liệu tổ hợp Hình (a) - Đường cong tăng nhiệt theo thời gian mẫu FO nồng độ khác đặt từ trường 200 Oe; (b,c,d) - Các đường tăng nhiệt theo thời gian mẫu FA1, FA2 FA3 nồng độ mg/m đặt điều kiện kích thích khác Hình (a) - Đồ thị thể SAR mẫu FO nồng độ dung dịch khác nhau; (b) - Đồ thị thể SAR mẫu FA1, FA2 FA3 điều kiện kích thích khác Hình 5a cho thấy giá trị SAR chất lỏng từ chứa NPs FO nồng độ mg/mL thu tác động từ trường đạt giá trị cao (64,2 W/g) Khi nồng độ hạt tăng từ mg/ml lên mg/ml SAR giảm từ 64,2 W/g xuống cịn 43,6 W/g Kết tương tác hạt tăng tăng nồng độ khiến cho thời gian hồi phục mô men từ tăng làm giảm SAR Vì vậy, nồng độ mg/ml chọn để thực nghiên cứu hiệu suất sinh nhiệt mẫu vật liệu tổ hợp FA 116 L T H Phong, …, Đ H Mạnh, “Tổng hợp hiệu sinh nhiệt … tổ hợp Fe3O4-Ag.” Nghiên cứu khoa học công nghệ Hình 5b thể giá trị SAR mẫu tổ hợp điều kiện (i), (ii) (iii) Từ hình thấy SAR tăng lên kết hợp từ trường chiếu laser Bên cạnh đó, SAR tăng theo cơng suất laser Ví dụ, SAR FA1 tăng từ 86, W/g (chỉ có từ trường), 160 W/g (chỉ chiếu laser) lên tới 230,5 W/g, 257 W/g 334,6 W/g đồng thời áp từ trường tăng công suất laser tương ứng từ 0,14 W/cm2 đến 0,37W/cm2 Ngoài ra, SAR giảm tỉ lệ Ag tăng, cụ thể 230,5 W/g với mẫu FA1 xuống 144,1 W/g với mẫu FA3 (xem bảng 1) Như giả định trên, tỉ lệ Ag NPs tổ hợp tăng làm giảm giá trị M S qua giảm khả sinh nhiệt cảm ứng từ So sánh giá trị SAR thu tác động chiếu từ trường mẫu FO cho nồng độ mg/ml (hình 5a) với giá trị SAR thu từ mẫu FA có nồng độ (hình 5b) cho thấy cạnh tranh đóng góp từ quang Nhiệt sinh đốt nóng cảm ứng từ (quy SAR) có nguồn gốc từ tổn hao lượng: từ trễ (nếu có H C), tổn hao hồi phục Neel Brown, tổn hao dịng xốy Fuco (nếu vật liệu dẫn điện trường hợp NPs Ag) nhiệt chuyển hóa từ cảm ứng quang hiệu ứng SPR hạt Ag Trong nghiên tỉ lệ Fe3O4:Ag tối ưu ứng với mẫu FA1 1:0,54 cho SAR cao Kết hoàn toàn tác động đồng thời cảm ứng từ hấp thụ quang tăng cường đáng kể hiệu sinh nhiệt NPs Fe3O4-Ag so với Fe3O4, phù hợp với công bố trước [16-18] KẾT LUẬN Vật liệu nano tổ hợp Fe3O4-Ag chế tạo phương pháp phát triển hạt Phân tích XRD, SEM EDX khẳng định tổng hợp thành công vật liệu nano tổ hợp với tỉ lệ Fe3O4:Ag khác Các mẫu tổ hợp thể đỉnh cộng hưởng plasmon bề mặt cục dải từ 412 – 421 nm Giá trị từ độ bão hòa MS vật liệu Fe3O4-Ag giảm mạnh so với mẫu Fe3O4 gốc tăng nồng độ thành phần Ag (12 emu/g cho mẫu FA1 3,5 emu/g cho mẫu FA3) Giá trị SAR vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag áp đặt đồng thời từ trường–chiếu laser giảm dần tăng tỉ lệ Ag Thêm vào đó, giá trị SAR mẫu với tỉ lệ Ag thấp (FA1) đạt tới 230,5 W/g (từ trường 200 Oe, 340 kHz laser công suất 0,14 W/cm2 ) cao 3,5 lần so với giá trị 64,2 W/g mẫu FO Kết nghiên cứu khẳng định lại khả sinh nhiệt vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag cao so với vật liệu Fe3O4 kết hợp chiếu đồng thời từ trường laser Nghiên cứu cho thấy nồng độ thành phần từ tính cần đủ lớn để tối ưu khả tạo nhiệt hệ tổ hợp Công suất laser sử dụng nghiên cứu phù hợp với tiêu chuẩn an toàn sử dụng tia laser Hoa Kỳ (American National Standard for Safe Use of Lasers) [27] hiệu sinh nhiệt tốt vật liệu tổ hợp Fe 3O4-Ag hứa hẹn đem lại tiềm ứng dụng phương pháp nhiệt trị kết hợp thành phần từ tính- kim loại Lời cảm ơn: Nhóm tác giả cảm ơn tài trợ kinh phí chương trình hỗ trợ Nghiên cứu viên cao cấp năm 2021 cho nhiệm vụ mã số: NVCC04.08/21-21 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H Veisi, R Ghorbani-Vaghei, S Hemmati, M Haji Aliani, and T Ozturk, “Green and effective route for the synthesis of monodispersed palladium nanoparticles using herbal tea extract (Stachys lavandulifolia) as reductant, stabilizer and capping agent, and their application as homogeneous and reusable catalyst in Suzuki couplin,” Appl Organomet Chem., vol 29, no (2015), pp 26–32 [2] C Ma, J C White, J Zhao, Q Zhao, and B Xing, “Uptake of Engineered Nanoparticles by Food Crops: Characterization, Mechanisms, and Implications,” Annu Rev Food Sci Technol., vol (2018), pp 129–153 [3] L Papa et al., “Supports matter: Unraveling the role of charge transfer in the plasmonic catalytic activity of silver nanoparticles,” J Mater Chem A, vol 5, no 23 (2017), pp 11720–11729 [4] A Polyak and T L Ross, “Nanoparticles for SPECT and PET Imaging: Towards Personalized Medicine and Theranostics,” Curr Med Chem., vol 25, no 34 (2018), pp 4328–4353 [5] Q A Pankhurst, J Connolly, S K Jones, and J Dobson, “Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine,” J Phys D Appl Phys., vol 36 (2003), pp R167–R181 [6] V.T.K Oanh et al., “A Novel Route for Preparing Highly Stable Fe3O4 Fluid with Poly(Acrylic Acid) Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 77, 02 - 2022 117 Vật lý as Phase Transfer Ligand,” J Electron Mater., vol 45, no (2016), pp 4010–4017 [7] P T Phong et al., “Iron Oxide Nanoparticles: Tunable Size Synthesis and Analysis in Terms of the Core–Shell Structure and Mixed Coercive Model,” J Electron Mater., vol 46, no (2017), pp 2533–2539 [8] T.K.O Vuong et al., “Synthesis of high-magnetization and monodisperse Fe3O4 nanoparticles via thermal decomposition,” Mater Chem Phys., vol 163 (2015), pp 537–544 [9] N.T.K Thanh and L.A.W Green, “Functionalisation of nanoparticles for biomedical applications,” Nano Today, vol 5, no (2010), pp 213–230 [10] P Kucheryavy et al., “Superparamagnetic iron oxide nanoparticles with variable size and an iron oxidation state as prospective imaging agents,” Langmuir, vol 29, no (2013), pp 710–716 [11] K.S Siddiqi, A Husen, and R A K Rao, “A review on biosynthesis of silver nanoparticles and their biocidal properties,” J Nanobiotechnology, vol 16, no 1, (2018) [12] H Veisi, M Kavian, M Hekmati, and S Hemmati, “Biosynthesis of the silver nanoparticles on the graphene oxide’s surface using Pistacia atlantica leaves extract and its antibacterial activity against some human pathogens,” Polyhedron, vol 161 (2019), pp 338–345 [13] C Li, Z Guan, C Ma, N Fang, H Liu, and M Li, “Bi-phase dispersible Fe3O4/Ag core–shell nanoparticles: Synthesis, characterization and properties,” Inorg Chem Commun., vol 84 (2017), pp 246–250 [14] H Veisi, L Mohammadi, S Hemmati, T Tamoradi, and P Mohammadi, “In Situ Immobilized Silver Nanoparticles on Rubia tinctorum Extract-Coated Ultrasmall Iron Oxide Nanoparticles: An Efficient Nanocatalyst with Magnetic Recyclability for Synthesis of Propargylamines by A3 Coupling Reaction,” ACS Omega, vol 4, no (2019), pp 13991–14003 [15] M Shahriary, H Veisi, M Hekmati, and S Hemmati, “In situ green synthesis of Ag nanoparticles on herbal tea extract (Stachys lavandulifolia)-modified magnetic iron oxide nanoparticles as antibacterial agent and their 4-nitrophenol catalytic reduction activity,” Mater Sci Eng C, vol 90 (2018), pp 57–66 [16] R Das et al., “Boosted Hyperthermia Therapy by Combined AC Magnetic and Photothermal Exposures in Ag/Fe3O4 Nanoflowers,” ACS Appl Mater Interfaces, vol 8, no 38 (2016), pp 25162–25169 [17] Q Ding et al., “Shape-controlled fabrication of magnetite silver hybrid nanoparticles with high performance magnetic hyperthermia,” Biomaterials, vol 124 (2017), pp 35–46 [18] N.T.N Linh et al., “Combination of photothermia and magnetic hyperthermia properties of Fe3O4@Ag hybrid nanoparticles fabricated by seeded-growth solvothermal reaction,” Vietnam J Chem., vol 59, no (2021), pp 431–439 [19] J.C Pieretti, W.R Rolim, F.F Ferreira, C.B Lombello, M.H.M Nascimento, and A.B Seabra, “Synthesis, Characterization, and Cytotoxicity of Fe 3O4@Ag Hybrid Nanoparticles: Promising Applications in Cancer Treatment,” J Clust Sci., vol 31, no (2020), pp 535–547 [20] R Di Corato et al., “Magnetic nanobeads decorated with silver nanoparticles as cytotoxic agents and photothermal probes,” Small, vol 8, no 17 (2012), pp 2731–2742 [21] C.C Qi and J Bin Zheng, “Synthesis of Fe3O4-Ag nanocomposites and their application to enzymeless hydrogen peroxide detection,” Chem Pap., vol 70, no (2016), pp 404–411 [22] W Fang et al., “Facile synthesis of tunable plasmonic silver core/magnetic Fe3O4 shell nanoparticles for rapid capture and effective photothermal ablation of bacterial pathogens,” New J Chem., vol 41, no 18 (2017), pp 10155–10164 [23] L.M Tung et al., “Synthesis, characterizations of superparamagnetic Fe3O4-Ag hybrid nanoparticles and their application for highly effective bacteria inactivation,” J Nanosci Nanotechnol., vol 16, no (2016), pp 5902–5912 [24] R Ramesh, M Geerthana, S Prabhu, and S Sohila, “Synthesis and Characterization of the Superparamagnetic Fe3O4/Ag Nanocomposites,” J Clust Sci., vol 28, no (2017), pp 963–969 [25] T.T.N Nha et al., “Sensitive MnFe2O4-Ag hybrid nanoparticles with photothermal and magnetothermal properties for hyperthermia applications,” RSC Adv., vol 11, no 48 (2021), pp 30054–30068 [26] A.C Batista de Jesus et al., “Influence of Ag on the Magnetic Anisotropy of Fe 3O4 Nanocomposites,” J Supercond Nov Magn., vol 32, no (2019), pp 2471–2477 [27] J Chen et al., “Au-silica nanowire nanohybrid as a hyperthermia agent for photothermal therapy in the near-infrared region,” Langmuir, vol 30, no 31 (2014), pp 9514–9523 118 L T H Phong, …, Đ H Mạnh, “Tổng hợp hiệu sinh nhiệt … tổ hợp Fe3O4-Ag.” Nghiên cứu khoa học công nghệ ABSTRACT Synthesis and heating efficiency of Fe3O4-Ag hybrid nanoparticles The magnetic-plasmonic nanostructures have received much attention in recent years due to high heating efficiency from the local surface plasmonic resonance (LSPR) properties of the plasmonic component and the magnetic inductive heating of the magnetic nanoparticles In this study, we synthesized the Fe3O4-Ag hybrid nanoparticles by seedgrowth method and investigated the influence of Ag fraction on heating ability when combining AC magnetic field exposure and laser irradiation All samples with the ratios of Fe3O4:Ag 1:0.54; 1:1.01, and 1:1.62, respectively, exhibited that the heating efficiency under the photo-magnetic combined irradiation effect is higher than that compared with that without Interestingly, the lowest Ag fraction sample showed the SAR value reached 230,5 W/g under the simultaneous irradiation of both magnetic field (200 Oe, 340 kHz) and laser with low power (0,14 W/cm2) and was nearly 3,5 times higher than the SAR of the pure Fe3O4 Keywords: Optical-magnetic material; Heating; Magnetite nanoparticle; Fe3O4-Ag Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 77, 02 - 2022 119 ... nghiên cứu hiệu suất sinh nhiệt mẫu vật liệu tổ hợp FA 116 L T H Phong, …, Đ H Mạnh, ? ?Tổng hợp hiệu sinh nhiệt … tổ hợp Fe3O4-Ag. ” Nghiên cứu khoa học cơng nghệ Hình 5b thể giá trị SAR mẫu tổ hợp điều... lai /tổ hợp tới hiệu đốt nóng Trong nghiên cứu này, chúng tơi tập trung giải vấn đề nêu cách tổng hợp vật liệu tổ hợp Fe3O4-Ag với tỉ phần Ag khác dùng phương pháp phát triển hạt Khả sinh nhiệt. .. ký hiệu FA1, FA2 FA3 (xem bảng 1) 112 L T H Phong, …, Đ H Mạnh, ? ?Tổng hợp hiệu sinh nhiệt … tổ hợp Fe3O4-Ag. ” Nghiên cứu khoa học công nghệ 2.4 Các phương pháp khảo sát đặc tính vật liệu Các