Khả năng sinh nhiệt của các hạt nano CoxFe3-xO4

Bài viết Khả năng sinh nhiệt của các hạt nano CoxFe3-xO4 trình bày một vài kết quả nghiên cứu cấu trúc, tính chất từ và đốt nóng cảm ứng từ của NPs sắt từ CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt.

TNU Journal of Science and Technology 227(11): 87 - 94 HEATING EFFICIENCY OF CoxFe3-xO4 NANOPARTICLES Le Thi Hong Phong1,2, Pham Hong Nam1, Nguyen Van Dang3, Pham Thanh Phong4, Do Hung Manh1,2,* Institute of Materials Science – VAST, 2Graduate University of Science and Technology - VAST TNU - University of Sciences, 4Science and Technology Advances Institute, Van Lang University ARTICLE INFO ABSTRACT 2+ 2+ Received: 01/6/2022 The substitution of Co for Fe ions in CoxFe3-xO4 nanoparticles (NPs) to change the magnetic anisotropy and coercivity of Fe3O4 NPs is expected to Revised: 14/7/2022 increase the heating efficiency (SAR) of NPs under alternating magnetic Published: 14/7/2022 field (AMF) However, SAR also depends on other parameters such as size, shape of NPs as well as frequency and intensity of AMF This article presents some results of studying the structure, magnetic, and heating KEYWORDS properties of CoxFe3-xO4 NPs (0 ≤ x ≤ 1) synthesized by hydrothermal Iron oxide method The structural and morphological investigations showed that the obtained NPs were single-phase spinel ferrite with mean sizes ranging from Cobalt ferrite 20-50 nm Magnetic measurements pointed out that saturation magnetization Magnetic nanoparticles (MS) depended simultaneously on the particle size and Co content In Superparamagnetism contrast, the change of coercive force (HC) mainly depended on Co content, Magnetic inductive heating which gradually increased and reached the highest value at x = 0.7, then decreased as x increased further Magnetic induction heating results indicated that the presence of Co ions in CoxFe3-xO4 NPs did not lead to an increase of SAR because their coercive force had a higher value than the intensity of AMF The high SAR value (339 W/g) of Fe3O4 NPs was due to the simultaneous contribution of relaxation and hysteresis losses and represented their potential application in hyperthermia KHẢ NĂNG SINH NHIỆT CỦA CÁC HẠT NANO CoxFe3-xO4 Lê Thị Hồng Phong1,2, Phạm Hồng Nam1, Nguyễn Văn Đăng3, Phạm Thanh Phong4, Đỗ Hùng Mạnh1,2,* Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 2Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 3Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên, Viện Tiên tiến Khoa học Cơng nghệ, Trường Đại học Văn Lang THƠNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT cho ion Fe2+ hạt nano (NPs) CoxFe3-xO4 nhằm thay đổi dị hướng từ lực kháng từ NPs Fe3O4 trông đợi Ngày hồn thiện: 14/7/2022 làm tăng hiệu đốt nóng (SAR) NPs tác dụng từ Ngày đăng: 14/7/2022 trường xoay chiều (AMF) Tuy nhiên, SAR phụ thuộc vào tham số khác kích thước hay trạng thái từ NPs tần số cường độ AMF Báo cáo trình bày vài kết nghiên cứu cấu trúc, tính TỪ KHĨA chất từ đốt nóng cảm ứng từ NPs sắt từ CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) Ơxít sắt tổng hợp phương pháp thủy nhiệt Các khảo sát cấu trúc hình thái cho thấy NPs thu đơn pha ferrit spinel với kích thước nằm Ferit coban khoảng 20-50 nm Các phép đo từ cho thấy từ độ bão hòa (MS) phụ thuộc Các hạt nano từ đồng thời vào kích thước hạt nồng độ Co (x) Ngược lại, lực kháng từ Siêu thuận từ (HC) chủ yếu phụ thuộc nồng độ Co với xu hướng tăng dần đạt cao Đốt nóng cảm ứng từ x = 0,7, sau giảm x tăng thêm Kết đốt nóng cảm ứng cho thấy có mặt ion Co NPs CoxFe3-xO4 không làm tăng hiệu sinh nhiệt (SAR) Giá trị SAR cao (339 W/g) NPs Fe3O4 đóng góp đồng thời tổn hao hồi phục tổn hao từ trễ thể tiềm ứng dụng chúng nhiệt từ trị DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6095 Ngày nhận bài: * 2+ 01/6/2022 Sự thay ion Co Corresponding author Email: manhdh.ims@gmail.com http://jst.tnu.edu.vn 87 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(11): 87 - 94 Giới thiệu Các hạt nano từ (MNPs) có cấu trúc spinel với cơng thức chung (MFe2O4, M = Mn, Fe, Co, Ni, Zn,…) kích thước khoảng 5–100 nm thu hút ý mạnh mẽ chúng nằm giao diện lĩnh vực hóa, lý, sinh tính chất từ phụ thuộc đáng kể vào kích thước hình dạng chúng [1] – [3] Các nhà khoa học phát triển nhiều phương pháp chế tạo MNPs với hình dạng kích thước điều khiển xác [4] – [6] Nhiều tượng thú vị bao gồm tính chất siêu thuận từ, siêu sắt từ, thủy tinh spin quan sát thấy MNPs [7] – [9] Thêm vào đó, tính chất từ thang nano mét lực kháng từ (HC), độ từ hóa bão hịa (MS) dị hướng từ (K) thông số thay đổi mạnh với kích thước, hình dạng thành phần MNPs [2], [6], [10] Tính chất từ độc đáo, kích thước nhỏ tương thích sinh học tốt làm cho chúng có tiềm đặc biệt nhiều ứng dụng y sinh: tăng cường tương phản ảnh cộng hưởng từ (MRI), dẫn thuốc hướng đích, nhiệt từ trị (MH), tách chiết thực thể sinh học sensor từ [11] – [15] Cho ứng dụng MH, hiệu sinh nhiệt MNPs từ trường xoay chiều (AMF) đánh giá thông số tốc độ hấp thụ riêng SAR (hoặc SLP) Giá trị SAR phụ thuộc vào thuộc tính nội MNPs kích thước hạt, thành phần hóa học, hình dạng,… mơi trường chất lỏng từ cường độ tần số AMF Các chế sinh nhiệt liên quan đến q trình đảo chiều mơ men từ tác động từ trường xoay chiều Cho MNPs có kích thước giới hạn siêu thuận từ chế sinh nhiệt đóng góp vào SAR trình hồi phục Neel Brown, với MNPs có kích thước lớn có thêm tổn hao từ trễ MNPs CoxFe3-xO4 quan tâm nghiên cứu cho ứng dụng MH CoFe2O4 có số dị hướng từ (> 106 erg/cm3) cao bậc so với Fe3O4 (~ 104 - 105 erg/cm3) [16] cải thiện SAR Cho đến nay, có nhiều nhóm tác giả báo cáo ảnh hưởng nồng độ Co tới tính chất từ SAR MNPs CoxFe3-xO4 [17] – [23] Yasemian cộng [18] nghiên cứu MNPs CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) tổng hợp phương pháp đồng kết tủa cho thấy kích thước tinh thể tăng dần theo x (8,4 -15,3 nm) Đồng thời Hc tăng từ 7,75 Oe tới 340,5 Oe, Ms giảm từ 59,1 emu/g xuống tới 32,7 emu/g So sánh giá trị Hc tỉ phần siêu thuận từ mẫu x = x = 1, tác giả cho đóng góp tổn hao từ trễ vào SAR vượt trội so với tổn hao hồi phục Neel-Brown mẫu x = ngược lại với mẫu x = Trong nghiên cứu khác Dutz cộng [19] cho MNPs CoaFe3-aO4 (0 ≤ a ≤ 1) tổng hợp phương pháp đồng kết tủa cho thấy kích thước hạt tăng dần theo a nằm vùng 7,6 12,4 nm Các giá trị SAR 38, 149 355 W/g tỉ số Hc/H 2,2/10; 3/20; 11,9/30 (H cường độ từ trường xoay chiều thực nghiệm đốt nóng) Các tác giả [24] xem Hc tham số dùng để đánh giá tổn hao từ trễ hệ MNPs (tỉ lệ với diện tích đường từ trễ) Tuy nhiên HC vượt giá trị H AMF, tổn hao từ trễ giảm H q thấp để đảo chiều hồn tồn véc tơ từ độ MNPs Bên cạnh đó, phân bố kích thước hạt rộng khiến cho phần MNPs có tổn hao từ trễ [25], [26] tổn hao tổng cộng giảm HC tăng thêm Theo hiểu biết chúng tôi, kết công bố trước tính chất đốt nóng cảm ứng phụ thuộc kích thước MNPs CoxFe3-xO4 (vùng kích thước hạt tinh thể thuộc khoảng - 27 nm) thường không quán mâu thuẫn khác biệt phương pháp chế tạo mẫu, cách thức phân tích cấu trúc, tính chất từ chế đốt nóng cảm ứng [17] – [23] Trong báo này, chúng tơi báo cáo nghiên cứu tính chất đốt nóng cảm ứng MNPs CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤1) tổng hợp phương pháp thủy nhiệt có kích thước khoảng rộng từ 19,9 -54,8 nm Các đặc trưng cấu trúc, tính chất từ đốt nóng khảo sát, phân tích biện luận Phương pháp nghiên cứu 2.1 Hóa chất Các hóa chất sử dụng bao gồm FeCl3.6H2O, FeCl2.4H2O, CoCl2.6H2O, NaOH Các hóa chất mua Trung Quốc khơng tinh chế lại http://jst.tnu.edu.vn 88 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(11): 87 - 94 2.2 Tổng hợp hạt nano CoxFe3-xO4 MNPs CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) tổng hợp phương pháp thủy nhiệt với q trình tổng hợp mẫu Fe3O4 tóm tắt sau: Cân 10 mmol FeCl3.6H2O mmol FeCl2.4H2O hòa tan 20 ml nước cất Thêm từ từ dung dịch NaOH 2M vào hỗn hợp dung dịch tới đạt pH ~ 13 thu dung dịch có màu đen Đổ dung dịch vào bình teflon 100 ml tiến hành thủy nhiệt điều kiện 150 oC/2 Với mẫu có chứa ion Co, giữ nguyên lượng muối FeCl3 thay đổi khối lượng muối FeCl2, CoCl2 theo tỉ lệ x tiến hành phản ứng thủy nhiệt điều kiện tương tự Sản phẩm thu sau phản ứng thủy nhiệt rửa với nước cất pH = sấy khô 70 oC/ trước đem phân tích tính chất Các mẫu MNPs CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) ký hiệu H0, H1, H3, H5, H7, H9 H10 tương ứng với x = 0; 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9 2.3 Các phương pháp đặc trưng cấu trúc tính chất Các mẫu vật liệu khảo sát cấu trúc dùng thiết bị nhiễu xạ tia X (XRD) 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 (FESEM) Hitachi S-4800 tích hợp với phổ tán sắc lượng tia X (EDX) Để nhận ảnh hiển vi điện tử theo mode truyền qua (TE) cho mẫu, hạt nano phân tán nước cất nhỏ giọt lưới đồng phủ carbon, sau để khơ trước quan sát Kích thước hạt (DTE) rút cách lấy đường kính trung bình cỡ 100 hạt vị trí khác lưới Tính chất từ vật liệu đặc trưng từ kế mẫu rung (VSM) nhiệt độ phòng với từ trường đo khoảng -11 kOe đến 11 kOe Khả đốt nóng cảm ứng từ thực hệ thiết bị phát từ trường xoay chiều UHF-20 với tần số đo 450 kHz cường độ từ trường thay đổi từ 150 tới 300 Oe Trong trình thực nghiệm, hạt nano CoxFe3-xO4 phân tán nước với nồng độ mg/mL Giá trị SAR tính theo phương trình sau [27]: (1) đó, C nhiệt dung riêng nước (4,185 J/g.K), m nồng độ hạt từ dung dịch (mg/ml) dT/dt độ dốc ban đầu đường cong tăng nhiệt theo thời gian Kết bàn luận 3.1 Cấu trúc hình thái Hình (a) Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1); (b) Sự dịch vạch nhiễu xạ [440] Hình giản đồ XRD mẫu CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) Các vạch nhiễu xạ thu trùng với vạch đặc trưng cho cấu trúc lập phương ferit sắt coban Không thấy vạch nhiễu xạ ứng với hóa chất ban đầu, chứng tỏ thay thành công ion Co2+ cho ion Fe2+ mạng tinh thể Tuy nhiên, người ta biết pha tinh thể ferit sắt (magnetite maghemite) coban có cấu trúc nên khó phân biệt số liệu http://jst.tnu.edu.vn 89 Email: jst@tnu.edu.vn 227(11): 87 - 94 TNU Journal of Science and Technology XRD [28], [29] Sự thay ion Co cho ion Fe dẫn tới tăng khoảng cách mặt mạng tinh thể gây nên dịch chuyển phía góc nhỏ vạch nhiễu xạ (440) (Hình 1b) [17] Kích thước tinh thể trung bình (DXRD) tính từ độ bán rộng vạch (220), (311), (400), (422), (511), (440) thể Bảng Sự thay đổi không đơn điệu DXRD theo nồng độ Co khác kích thước ban đầu hạt nano ferrihydride và/hoặc tốc độ khử ion Fe3+ chất khử phản ứng [30] Bảng Các thơng số cấu trúc tính chất từ mẫu CoxFe3-xO4 Tên mẫu H0 H1 H3 H5 H7 H9 H10 DXRD (nm) 54,8 34,0 24,0 28,1 30,9 23,0 19,9 DTE (nm) 54,6 34,7 25,6 29,5 32,3 24,3 20,8 Co/Fe thực nghiệm 0,035 0,120 0,188 0,299 0,442 0,514 Co/Fe lý thuyết 0,034 0,110 0,200 0,304 0,428 0,500 MS (emu/g) 81,10 71,31 68,66 71,36 77,98 73,70 67,60 HC (Oe) 128 435 968 1290 1478 1044 756 SAR (W/g) 339 192 159 150 144 133 177 x = 0,0 x = 0,1 x= 0,3 x = 0,5 x= 0,7 x = 0,9 x = 1,0 Hình Các ảnh TE mẫu hạt CoxFe3−xO4 với nồng độ Co khác Hình thể ảnh TE tất mẫu cho thấy hạt có kích thước nano mét dạng giả cầu Các giá trị DTE DXRD gần (Bảng 1) ký hiệu (D) dùng thay cho loại kích thước nêu gọi chung kích thước hạt phân tích biện luận tính chất từ đốt nóng cảm ứng từ bên Hình phổ tán xạ lượng tia X ba mẫu CoxFe3-xO4 đại diện với x = 0; 0,5 Có thể thấy tỉ lệ nguyên tố Co tăng dần theo tỉ lệ thay Co cho Fe, tỉ lệ nguyên tố O Fe giảm dần Tỉ lệ Co/Fe thực nghiệm từ kết phân tích phổ EDX cho tất mẫu so sánh với tỉ lệ Co/Fe theo lý thuyết đưa Bảng Kết http://jst.tnu.edu.vn 90 Email: jst@tnu.edu.vn 227(11): 87 - 94 TNU Journal of Science and Technology hai giá trị gần tương đương cho thấy mẫu chế tạo có tỉ phần Co mong muốn 400 800 600 O 200 H5 Atomic% 75.89 20.28 Fe 3.82 Fe Co CoFe Co Fe Co K Totals Weight% 47.20 44.04 8.76 100.00 400 200 Fe Element OK O Fe K Energy (keV) Element OK O Fe K 600 Co K Totals Weight% 46.52 34.66 18.82 100.00 800 Counts Counts 600 H0 Weight% Atomic% 38.33 68.45 Fe 61.67 31.55 100.00 Counts Element OK Fe K Totals 800 H10 Atomic% 75.57 16.13 8.30 Fe 400 Co Fe Fe Co 200 Co 9 Energy (keV) Energy (keV) Hình Phổ tán xạ lượng tia X mẫu CoxFe3-xO4 đại diện với x = (H0), x = 0,5 (H5) x = (H10) 3.2 Tính chất từ khả đốt nóng cảm ứng từ Ms (emu/g) 80 -3 -6 -2000 2000 H (Oe) -10000 1600 82 H0 H1 H3 H5 H7 H9 H10 -5000 H (Oe) 5000 10000 1400 Ms 78 1200 76 1000 Hc (Oe) 100 80 60 40 20 -20 -40 -60 -80 -100 M (emu/g) M (emu/g) Hình trình bày đường cong từ trễ nhiệt độ phòng mẫu hạt nano Độ từ hóa bão hịa (MS) lực kháng từ (HC) rút từ đường trình bày Bảng thể hình 4b 4c Giá trị Ms Fe3O4 (H0) thu cao (81 emu/g), gần với giá trị mẫu khối (92 emu/g) [22] cho thấy hạt tinh thể có độ tinh thể hóa tốt Cho mẫu chứa ion Co, giá trị MS giảm so với H0, phụ thuộc đồng thời vào hai tham số nồng độ Co kích thước hạt Các báo cáo trước [17] – [23] nhận thấy MS phụ thuộc không đơn điệu vào nồng độ Co cho giảm MS theo D cho MNPs hiệu ứng bề mặt trật tự spin hay lớp từ chết Bên cạnh đó, giá trị MS mẫu CoxFe3-xO4 (x # 0) suy giảm so với mẫu Fe3O4 có nguyên nhân từ giá trị MS (tại nhiệt độ phòng) mẫu khối CoFe2O4 (80 emu/g) [17] thấp với với Fe3O4 (nêu trên) Trong đó, giá trị HC chủ yếu phụ thuộc nồng độ Co (tăng dần khoảng ≤ x ≤ 0,7 sau giảm dần 0,7 < x ≤ Kết phù hợp với nhiều công bố trước [17], [21], [31] Tuy nhiên, thay đổi HC phụ thuộc vào kích thước hạt độ tinh thể hóa báo cáo Sathya cộng [22] 74 72 600 70 400 68 200 66 0.0 0.2 0.4 0.6 Co content (x) 0.8 1.0 Hc 800 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Co content (x) Hình a) Các đường cong trễ M(H) 300 K mẫu CoxFe1-xO4 (0 ≤ x ≤ 1); b – c) phụ thuộc Ms Hc vào nồng độ Co Hình thể đường cong nhiệt độ đốt phụ thuộc thời gian áp từ trường xoay chiều tần số 450 kHz, cường độ 300 Oe Các mẫu từ H1 tới H10 cho thấy có khả đạt nhiệt độ khoảng 40 – 44 oC (nhiệt độ cần thiết để tiêu diệt tế bào ung thư ảnh hưởng tới tế bào mạnh khỏe) [31] thời gian – phút đầu tiên, với mẫu H0 khoảng – phút Sự có mặt ion Co MNPs CoxFe3−xO4 thực nghiệm khiến cho khả sinh nhiệt giảm Tuy nhiên mẫu có khả ứng dụng nhiệt từ trị đạt nhiệt độ đốt cao Các giá trị SAR MNPs CoxFe3−xO4 đánh giá biểu thức (1) thể Hình 5b Bảng Có thể nhận thấy SAR giảm theo MS nồng độ Co Xu hướng phù hợp với báo cáo gần cho hạt nano CoxFe3−xO4 (x = - 1) tổng hợp phương pháp đồng kết tủa [31] Với mẫu H0, tổn hao từ trễ có đóng góp vào tổn hao tổng http://jst.tnu.edu.vn 91 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(11): 87 - 94 cộng HC cỡ 0,4H, đóng góp tổn hao từ trễ phụ cho mẫu lại HC mẫu lớn H Mức độ đóng góp tổn hao từ trễ vào SAR phụ thuộc mối tương quan HC H báo cáo vài công bố tiêu biểu [18], [22], [32] Bên cạnh đó, từ hình 5c thấy SAR phụ thuộc tuyến tính vào H2 Điều có nghĩa chế sinh nhiệt mẫu hạt nano chế hồi phục Neél Brown [24], [25], [33] 90 H0 H1 H3 H5 H7 H9 H10 80 T (o C) 70 60 50 40 30 200 400 600 800 1000 1200 1400 t (s) Hình a) Các đường tăng nhiệt theo thời gian đặt từ trường xoay chiều tần số 450 kHz cường độ 300 Oe mẫu chất lỏng từ CoxFe3−xO4 với nồng độ mg/mL; b – c ) Các giá trị SAR phụ thuộc nồng độ Co cường độ từ trường mẫu chất lỏng từ CoxFe3−xO4 Kết luận Chúng chế tạo thành công MNPs CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) phương pháp thủy nhiệt Các kết XRD, EDX cho thấy mẫu vật liệu chế tạo đơn pha ferrit spinel tỉ phần Co/Fe gần với lý thuyết chứng tỏ Co2+ thay vào vị trí Fe2+ tinh thể Fe3O4 Giá trị MS phụ thuộc đồng thời vào kích thước hạt nồng độ Co Trong đó, HC phụ thuộc chủ yếu vào nồng độ Co với giá trị cao x = 0,7 Các kết đốt nóng cảm ứng từ cho thấy MNPs Fe3O4 có SAR cao so với MNPs chứa Co Sự thay ion Co cho ion Fe hạt nano CoxFe3-xO4 không làm tăng SAR lực kháng từ chúng có giá trị cao cường độ từ trường xoay chiều Cơ chế sinh nhiệt đóng góp vào SAR hồi phục Néel Brown Lời cám ơn Nghiên cứu tài trợ Nhiệm vụ hợp tác quốc tế KHCN cấp Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam với mã số QTPL01.01/20-21 TÀI LIỆU THAM KHẢO/ REFERENCES [1] Y W Jun, J W Seo, and J Cheon, “Nanoscaling laws of magnetic nanoparticles and their applicabilities in biomedical sciences,” Acc Chem Res., vol 41, pp 179–189, 2008 [2] S H Noh, W Na, J T Jang, J H Lee, E J Lee, S H Moon, Y Lim, J S Shin, and J Cheon, “Nanoscale magnetism control via surface and exchange anisotropy for optimized ferrimagnetic hysteresis,” Nano Lett., vol 12, pp 3716–3721, 2012 [3] G Reiss and A Hütten, “Magnetic nanoparticles: Applications beyond data storage,” Nat Mater., vol 4, pp 725 - 726, 2005 [4] Y W Jun, Y M Huh, J S Choi, J -H Lee, H T Song, S Kim, S Kim, S Yoon, K S Kim, and J S Shin, “Nanoscale size effect of magnetic nanocrystals and their utilization for cancer diagnosis via magnetic resonance imaging,” J Am Chem Soc., vol 127, pp 5732–5733, 2005 [5] Z Zhao, Z Zhou, J Bao, Z Wang, J Hu, X Chi, K Ni, R Wang, X Chen, and Z Chen, “Octapod iron oxide nanoparticles as high-performance T2 contrast agents for magnetic resonance imaging,” Nat Commun., vol 4, 2013, Art no 2266 [6] J H Lee, Y M Huh, Y W Jun, J.-W Seo, J T Jang, H T Song, S Kim, E J Cho, H G Yoon, and J S Suh, “Artificially engineered magnetic nanoparticles for ultra-sensitive molecular imaging,” Nat Med., vol 13, pp 95–99, 2007 [7] S Bedanta and W Kleemann, “Supermagnetism,” J Phys D Appl Phys., vol 42, 2009, Art no 013001 http://jst.tnu.edu.vn 92 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(11): 87 - 94 [8] J A De Toro, S S Lee, D Salazar, J L Cheong, P S Normile, P Muñiz, J M Riveiro, M Hillenkamp, F Tournus, and A Tamion, “A nanoparticle replica of the spin-glass state,” Appl Phys Lett., vol 102, 2013, Art no.183104 [9] B Aslibeiki, P Kameli, H Salamati, M Eshraghi, and T Tahmasebi, “Superspin glass state in MnFe2O4 nanoparticles,” J Magn Magn Mater., vol 322, pp 2929–2934, 2010 [10] J I Park, N J Kang, Y W Jun, S J Oh, H C Ri, and J Cheon, “Superlattice and Magnetism Directed by the Size and Shape of Nanocrystals,” Chem Phys Chem., vol 3, pp 543–547, 2002 [11] J Gao, H Gu, and B Xu, “Multifunctional magnetic nanoparticles: Design, synthesis, and biomedical applications,” Acc Chem Res., vol 42, pp 1097–1107, 2009 [12] J Gallo, N J Long, and E O Aboagye, “Magnetic nanoparticles as contrast agents in the diagnosis and treatment of cancer,” Chem Soc Rev., vol 42, pp 7816–7833, 2013 [13] J Dobson, “Magnetic nanoparticles for drug delivery,” Drug Dev Res., vol 67, pp 55–60, 2006 [14] J R McCarthy and R Weissleder, “Multifunctional magnetic nanoparticles for targeted imaging and therapy,” Adv Drug Deliv Rev., vol 60, pp 1241–1251, 2008 [15] Q Pankhurst, N Thanh, S Jones, and J Dobson, “Progress in applications of magnetic nanoparticles in biomedicine,” J Phys D Appl Phys., vol 42, 2009, Art no 224001 [16] D Polishchuk, N Nedelk, S Solopan, A Ś Waniewska, V Zamorskyi, A Tovstolytkin, and A Belous, “Profound Interfacial Effects in CoFe2O4/Fe3O4 and Fe3O4/CoFe2O4 Core/Shell Nanoparticles,” Nanoscale Res Lett., vol 13, 2018, Art no 67 [17] H Jalili, B Aslibeiki, A G Varzaneh, and V A Chernenko, “The effect of magneto-crystalline anisotropy on the properties of hard and soft magnetic ferrite nanoparticles,” Beilstein J Nanotechnol., vol 10, pp 1348-1359, 2019 [18] A R Yasemian, M A Kashi, and A Ramazani, “Exploring the effect of Co content on magnetic hyperthermia properties of CoxFe3−xO4 nanoparticles,” Mater Res Express, vol 7, 2020, Art no 016113 [19] S Dutz, N Buske, J Landers, C Gräfe, H Wende, and J H Clement, “Biocompatible Magnetic Fluids of Co-Doped Iron Oxide Nanoparticles with Tunable Magnetic Properties,” Nanomaterials, vol 10, 2020, Art no 1019 [20] Z E Gahrouei, S Labbaf, and A Kermanpur, “Exploring the effect of Co content on magnetic hyperthermia properties of CoxFe3−xO4 nanoparticles,” Physica E Low Dimens Syst Nanostruct., vol 116, 2019, Art no 113759 [21] R Das, N P Kim, S B Attanayake, M-H Phan, and H Srikanth, “Role of Magnetic Anisotropy on the Hyperthermia Efficiency in Spherical Fe3-xCoxO4 (x = 0–1) Nanoparticles,” Appl Sci., vol 11, 2021, Art no 930 [22] A Sathya, P Guardia, R Brescia, N Silvestri, G Pugliese, S Nitti, L Manna, and T Pellegrino, “CoxFe3−xO4 Nanocubes for Theranostic Applications: Effect of Cobalt Content and Particle Size,” Chem Mater., vol 28, pp 1769-1780, 2016 [23] X Li and C Kutal, “Synthesis and characterization of superparamagnetic Co xFe3-xO4 nanoparticles,” J Alloys Compd., vol 349, pp 264–268, 2003 [24] S Dutz, R Hergt, J Muerbe, R Mueller, M Zeisberger, W Andrae, J Toepfer, and M E Bellemann, “Hysteresis losses of magnetic nanoparticle powders in the single domain size range,” J Magn Magn Mater., vol 308, pp 305–312, 2007 [25] R Hergt, S Dutz, and M Röder, “Effects of size distribution on hysteresis losses of magnetic nanoparticles for hyperthermia,” J Phys Condens Matter., vol 20, 2008, Art no.385214 [26] R Hergt, S Dutz, and M Zeisberger, “Validity limits of the Néel relaxation model of magnetic nanoparticles for hyperthermia,” Nanotechnology, vol 21, 2010, Art no 015706, [27] T H P Le, H M Do, H N Pham, T P Pham, J Kováč, I Skorvanek, T L Phan, M -H Phan, and X P Nguyen, “High heating efficiency of interactive cobalt ferrite nanoparticles,” Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol., vol 11, 2020, Art no 045005 [28] M H Phan, J Alonso, H Khurshid, P L Kelley, S Chandra, K S Repa, Z Nemati, R Das, O Iglesias, and H Srikanth, “Exchange bias effects in iron oxide-based nanoparticle systems,” Nanomaterials, vol 6, no 11, 2018, Art no 221 [29] T P Pham, T K O Vuong, D L Tran, X P Nguyen, D T Le, T K T Nguyen, and H M Do, “Iron Oxide Nanoparticles: Tunable Size Synthesis and Analysis in Terms of the Core–Shell Structure and Mixed Coercive Model,” J Electron Mater., vol 46, pp 2533-2539, 2017 http://jst.tnu.edu.vn 93 Email: jst@tnu.edu.vn TNU Journal of Science and Technology 227(11): 87 - 94 [30] J M Byrne, V S Coker, S Moise, P L Wincott, D J Vaughan, F Tuna, E Arenholz, G van der Laan, R A D Pattrick, J R Lloyd, and N D Telling, “Controlled cobalt doping in biogenic magnetite nanoparticles,” J Royal Soc Interf., vol 10, pp 130-134, 2013 [31] T H P Le, H M Do, H N Pham, D L Vu, X K Bui, S T Bui, N B Ta, K T Do, and X P Nguyen, “Structural, magnetic and hyperthermia properties and their correlation in cobalt-doped magnetite nanoparticles,” RSC Adv., vol 12, pp 698-707, 2022 [32] S Tong, C A Quinto, L Zhang, P Mohindra, and G Bao, “Size-Dependent Heating of Magnetic Iron Oxide Nanoparticles,” ACS Nano, vol 11, pp 6808−6816, 2017 [33] A E Deatsch and B A Evans, “Heating efficiency in magnetic nanoparticle hyperthermia,” J Magn Magn Mater., vol 354, pp 163–172, 2014 http://jst.tnu.edu.vn 94 Email: jst@tnu.edu.vn ... Sự có mặt ion Co MNPs CoxFe3−xO4 thực nghiệm khiến cho khả sinh nhiệt giảm Tuy nhiên mẫu có khả ứng dụng nhiệt từ trị đạt nhiệt độ đốt cao Các giá trị SAR MNPs CoxFe3−xO4 đánh giá biểu thức (1)... nghĩa chế sinh nhiệt mẫu hạt nano chế hồi phục Neél Brown [24], [25], [33] 90 H0 H1 H3 H5 H7 H9 H10 80 T (o C) 70 60 50 40 30 200 400 600 800 1000 1200 1400 t (s) Hình a) Các đường tăng nhiệt theo... thước hạt (DTE) rút cách lấy đường kính trung bình cỡ 100 hạt vị trí khác lưới Tính chất từ vật liệu đặc trưng từ kế mẫu rung (VSM) nhiệt độ phòng với từ trường đo khoảng -11 kOe đến 11 kOe Khả