Luận văn tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc và tính chất của hệ hạt nano cofe2o4 bằng phương pháp thủy nhiệt

LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Hùng Mạnh - người thầy tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn TS Phạm Hồng Nam tận tình dẫn, góp ý cụ thể cho nghiên cứu khoa học Tôi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cán thuộc Phòng Vật lý vật liệu từ siêu dẫn, Viện Khoa học vật liệu – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam q trình tơi thực hồn thành luận văn Cuối cùng, hỗ trợ, động viên từ gia đình bè bạn động lực to lớn giúp tơi hồn thành luận văn Tác giả luận văn Phạm Thị Hồng Hoa MỤC LỤC MỞ ĐẦU NỘI DUNG 12 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU Co1-xZnxFe2O4 12 1.1 CẤU TRÚC TINH THỂ 12 1.1.1 Cấu trúc vật liệu ferit spinel 12 1.1.2 Cấu trúc vật liệu nano Co1-xZnxFe2O4 14 1.2 TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA FERIT SPINEL 14 1.2.1 Dị hướng từ tinh thể 14 1.2.2 Dị hướng từ bề mặt 15 1.3 ẢNH HƯỞNG CỦA KÍCH THƯỚC HẠT ĐẾN TRẠNG THÁI VÀ TÍNH CHẤT TỪ 17 1.3.1 Đơn đômen 17 1.3.2 Siêu thuận từ 18 1.3.3 Từ độ mô hình vỏ-lõi 19 1.3.4 Lực kháng từ 20 1.4 CƠ CHẾ SINH NHIỆT CỦA HẠT NANO TỪ TRONG TỪ TRƯỜNG XOAY CHIỀU 21 1.4.1 Cơ chế hồi phục (Néel Brown) 22 1.4.2 Tổn hao từ trễ 23 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP HẠT NANO Co1-xZnxFe2O4 24 1.5.1 Phương pháp thủy nhiệt 25 1.5.2 Phương pháp sol-gel 26 1.5.3 Phương pháp phân hủy nhiệt 28 1.5.4 Phương pháp đồng kết tủa 29 1.6 ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU NANO 30 Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 33 2.1 CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO Co1-xZnxFe2O4 BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY NHIỆT 33 2.1.1 Hóa chất 34 2.1.2 Thiết bị 35 2.1.3 Quy trình tổng hợp 35 2.2 TỔNG HỢP CHẤT LỎNG TỪ TỪ NỀN HẠT Co1-xZnxFe2O4 38 2.2.1 Hóa chất 38 2.2.2 Quy trình tổng hợp 38 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 39 2.3.1 Nhiễu xạ tia X 39 2.3.2 Kính hiển vi điện tử quét 40 2.3.3 Từ kế mẫu rung 41 2.3.4 Phổ tán xạ Laze động 42 2.3.5 Đốt nóng cảm ứng từ 43 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng lên cấu trúc kích thước 45 3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới tính chất từ 48 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA SỰ THAY THẾ Co BỞI Zn LÊN CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ HẠT NANO Co1-xZnxFe2O4 49 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ pha tạp Zn2+ lên cấu trúc 49 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ pha tạp Zn2+ lên tính chất từ 52 3.3 ĐỐT NĨNG CẢM ỨNG TỪ CỦA CHẤT LỎNG TỪ 53 3.3.1 Kích thước thủy động độ ổn định chất lỏng từ 54 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ chất lỏng từ đến nhiệt độ đốt nóng cảm ứng từ 55 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ chất lỏng từ đến công suất tổn hao 56 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 I DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU A : Hằng số mạng A : Phân mạng tứ diện A1 : Độ lớn tương tác trao đổi A2 : Nội hệ hạt nano A3 : Năng lượng chu trình từ hóa B : Phân mạng bát diện C : Nhiệt dung riêng C : Nồng độ hạt từ dx : Mật độ khối lượng D : Kích thước hạt Dc : Kích thước tới hạn đơn đơmen DFESEM : Kích thước hạt dSP : Kích thước siêu thuận từ DXRD : Kích thước tinh thể E : Năng lượng dị hướng F : Tần số H : Cường độ từ trường Hc : Lực kháng từ K : Hằng số dị hướng từ tinh thể Keff : Hằng số dị hướng hiệu dụng KV : Hằng số dị hướng từ khối KS : Hằng số dị hướng bề mặt kB : Hằng số Boltzmann L : Hàm Langevin M : Khối lượng M : Từ độ M(0) : Từ độ 0K Me2+ : Các kim loại hóa trị 2+ Mr : Từ độ dư Ms : Từ độ bão hòa Ms( ) : Từ độ vật liệu khối N : Số hạt đơn vị thể tích P : Cơng suất rc : bán kính đơn men tới hạn hạt đơn men hình cầu T : Nhiệt độ TB : Nhiệt độ khóa Tb : Nhiệt độ bão hòa TC : Nhiệt độ Curie To : Nhiệt độ hiệu dụng ΔT : Độ biến thiên nhiệt độ T : Thời gian V : Thể tích hạt W : Năng lượng từ hóa : Độ dài tương quan  : Độ nhớt chất lỏng từ : Độ lớn tương tác trao đổi  : Khối lượng riêng 0 : Độ từ thẩm chân không χ’ : Phần thực độ cảm từ xoay chiều χ’’ : Phần ảo độ cảm từ xoay chiều : Thời gian hồi phục hiệu dụng : Thời gian hồi phục Brown : Thời gian hồi phục Neél : Thời gian hồi phục đặc trưng ω0 : Tần số Larmor II DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT EDX Tán xạ lượng tia X ILP : Công suất tổn hao nội LRT : Lý thuyết đáp ứng tuyến tính CS : Chitosan SPM : Siêu thuận từ SLP : Công suất tổn hao riêng SW : Stoner-Wohlfarth TEM : Hiển vi điện tử truyền qua XRD : Nhiễu xạ tia X VSM : Hệ từ kế mẫu rung III DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Cấu trúc tinh thể vật liệu ferit spinel [6] Hình 1.2 Sự xếp spin bề mặt hạt sắt từ hai trường hợp dị hướng bề mặt khác K < K > [11] Hình 1.3 Góc Φ ion MI MII với ion oxy [9] Hình 1.4 Các cấu hình phân bố ion mạng spinel, phân mạng A B ion kim loại vị trí tứ diện bát diện, vịng trịn lớn ion ơxy [10] Hình 1.5 Mơ hình vỏ-lõi hạt nano từ [15] Hình 1.6 Lực kháng từ phụ thuộc vào kích thước hạt [16] Hình 1.7 Cơ chế sinh nhiệt hạt nano từ thông qua trình vật lý khác [17] Hình 1.8 Hình 1.9 Sơ đồ minh họa của: (a) hồi phục Neel (b) hồi phục Brown[18] Thời gian hồi phục phụ thuộc vào kích thước [18] Hình 1.10 Chu trình từ trễ vật liệu sắt từ đa đơmen [19] Hình 1.11 Sự phụ thuộc áp suất nước vào nhiệt độ thể tích khơng đổi [22] Hình 1.12 Bình thủy nhiệt [23] Hình 1.13 Kỹ thuật Sol – gel sản phẩm [25] Hình 1.14 Diễn biến trình Sol – gel [26] Hình 2.1 Giản đồ biểu diễn mối quan hệ số điện môi theo nhiệt độ áp suất [29] Hình 2.2 Sự phát triển mầm oxide điều kiện thường điều kiện tới hạn [30] Hình 2.3 Quy trình tổng hợp hệ hạt nano M1-xZnxFe2O4(M = Co; 0,0 ≤ x ≤ 0,8) [32] Hình 2.4 Quy trình tổng hợp hệ hạt nano Co1-xZnxFe2O4 bọc CS [35] Hình 2.5 Thiết bị nhiễu xạ SIEMENS D5000 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Kính hiển vi điện tử quét HITACHI S-4800 Hệ đo VSM Máy đo Malvern Zetasizer Hình 2.9 Ảnh chụp hệ đốt từ Model: UHF-20A Hình 3.1 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu CoFe2O4 nhiệt độ phản ứng khác thời gian Hình 3.2 Ảnh FESEM mẫu CoFe2O4 tổng hợp nhiệt độ phản ứng khác thời gian Hình 3.3 Đường từ trễ mẫu hệ hạt nano CoFe2O4 tổng hợp nhiệt độ phản ứng khác thời gian Hình 3.4 Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu Co1-xZnxFe2O4 (x = 0,0; 0,6; 0,7;0,8) Hình 3.5 Ảnh FESEM mẫu Co1-xZnxFe2O4 (x = 0,0; 0,6; 0,7 0,8) Hình 3.6 Đường từ trễ mẫu Co1-xZnxFe2O4 (x = 0,0; 0,6; 0,7 0,8) Hình 3.7 Phân bố kích thước mẫu CZFO6 Hình 3.8 Thế zeta mẫu CZFO6 Hình 3.9 Đường đốt nóng cảm ứng từ mẫu CZFO6-1 nồng độ mg/ml Hình 3.10 Đường đốt nóng cảm ứng từ mẫu CZFO6-3 nồng độ mg/ml Hình 3.11 Đường đốt nóng cảm ứng từ mẫu CZFO6-5 nồng độ mg/ml Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn cơng suất tổn hao (SLP) mẫu CZFO6-1 bọc lớp vỏ chitosan cường độ từ trường khác với nồng độ hạt từ 1mg/ml Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn công suất tổn hao (SLP) mẫu CZFO6-3 bọc vỏ chitosan cường độ từ trường khác với nồng độ hạt từ 3mg/ml Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn cơng suất tổn hao (SLP) mẫu CZFO6-5 bọc lớp vỏ chitosan cường độ từ trường khác với nồng độ hạt từ 5mg/ml IV DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG Bảng 1.1 Thơng số bán kính số ion kim loại Bảng 1.2 Phân bố ion vị trí cấu trúc spinel Bảng 1.3 Kích thước đơn đômen số dị hướng từ tinh thể số vật liệu từ điển hình Bảng 2.1 Bảng 3.1 Ký hiệu hệ mẫu nano Co1-xZnxFe2O4 Từ giãn đồ XRD xác định kích thước tinh thể mẫu CoFe2O4 tổng hợp nhiệt độ phản ứng khác Bảng 3.2 Từ độ bão hòa Ms, lực kháng từ Hc hệ hạt nano CoFe2O4 tổng hợp nhiệt độ phản ứng khác Bảng 3.3 Giá trị DFESEM, DXRD, a dx mẫu Co1-xZnxFe2O4 Bảng 3.4 Từ độ bão hòa Ms, lực kháng từ Hc mẫu Co1-xZnxFe2O4 (x = 0,0;0,6; 0,7 0,8) Bảng 3.5 Công suất tổn hao SLP mẫu CZFO6 bọc chitosan ba nồng độ mg/ml , 3mg/ml mg/ml cường độ từ trường thay đổi MỞ ĐẦU Trong hai thập kỷ gần đây, hệ hạt nano nói chung hạt nano ferit Co (CFO) nói riêng quan tâm to lớn cho hai khía cạnh nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ tính chất đặc biệt xuất thang nano mét (trạng thái siêu thuận từ, diện tích bề mặt riêng lớn khả xúc tác tăng cường, ) tiềm ứng dụng to lớn nhiều lĩnh vực: môi trường, lượng, y sinh (nhiệt từ trị, dẫn thuốc hướng đích, tăng độ tương phản ảnh cộng hưởng từ, phân tách tế bào)…[9-16] Trong năm gần đây, việc ứng dụng hạt nano từ cho nhiệt từ trị ung thư xem hướng nghiên cứu sôi động lĩnh vực y sinh Phương pháp nhiệt từ trị ung thư phương pháp sử dụng dung dịch chứa hạt nano từ (được gọi chất lỏng từ) tiêm trực tiếp vào mô khối u tiêm theo đường tĩnh mạch, sau chiếu từ trường xoay chiều Dưới tác dụng từ trường có tần số cường độ thích hợp, hạt nano từ hấp thụ lượng điện từ chuyển thành lượng nhiệt [33, 34] Bằng cách này, nhiệt độ khối u tăng lên đến 46 oC Nhiệt độ trì khoảng 30 phút tiêu diệt tế bào ung thư, song tế bào lành chưa bị ảnh hưởng Đây phương pháp có nhiều triển vọng giảm thiểu tác dụng phụ không mong muốn so với số phương pháp sử dụng hóa trị, xạ trị tính chất tăng nhiệt cục chúng [35] Khả sinh nhiệt hạt nano từ từ trường xoay chiều liên quan đến vài chế tiêu biểu như: tổn hao từ trễ, tổn hao Neel Brown Các chế có quan hệ mật thiết với tham số nội hạt nano từ từ trường (cường độ, tần số) Các hạt nano CFO có lực kháng từ cao so với nano MnFe2O4 (MFO) Fe3O4 (IONs) Do đó, khả sinh nhiệt cao đóng góp thêm tổn hao từ trễ Tuy nhiên, hệ nano từ CFO có nhiệt độ chuyển pha sắt từ-thuận từ (Tc) cao Do đó, Zn thường dùng để thay phần cho Co nhằm giảm nhiệt độ Tc xuống gần nhiệt độ phòng Bên cạnh đó, vật liệu CFO thường coi có chứa độc tính với thể người, cần có giải pháp nhằm giảm thiểu bọc lớp vỏ khơng độc tính chất hữu hay vô sử dụng nồng độ hạt từ thấp… Đã có nhiều cơng bố nước giới ảnh hưởng điều kiện tổng hợp dung môi, chất hoạt động bề mặt, chất khử, nhiệt độ phản ứng kết kích thước hạt, phân TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Hữu Đức (2008), Vật liệu từ cấu trúc nano điện tử spin, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội: pp 49-53 Thân Đức Hiền, Lưu Tuấn Tài (2008), Từ học vật liệu từ, Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội: pp 158, 108–111,162–163 Phạm Hoài Linh, Nguyễn Thanh Ngọc, Trần Đăng Thành, Đỗ Hùng Mạnh, Nguyễn Chí Thuần, Lê Văn Hồng Nguyễn Xuân Phúc (2007), Chế tạo vật liệu spinel Mn1-xZnxFe2O4 (0≤x ≤0,8) kích thước nanomet nghiên cứu số tính chất từ chúng, Hội nghị VLCRTQ lần thứ 5, Vũng Tàu: pp 116-120 Trương Thị Mai (2017), Chuyên đề cấu trúc tinh thể Khoa hóa học , Đại học Quy Nhơn Đỗ Hùng Mạnh (2011), Nghiên cứu tính chất điện từ vật liệu perovskite ABO3 kích thước nanơmét (A = La, Sr, Ca B = Mn) tổng hợp phương pháp nghiền phản ứng, Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu, Viện Khoa học vật liệu, Hà Nội Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lý tượng từ, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội: pp 143–146, 161 Nguyễn Anh Tiến, Dương Thu Đông, Phạm Quỳnh Lan Phương, Nguyễn Thị Minh Thúy Nghiên cứu tổng hợp vật liệu YFeO3 kích thước nano mate phương pháp đồng kết tủa, Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Phan Văn Tường (2007), Vật liệu vô cơ, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội: pp 52–54 Tiếng Anh: D Patel, J.Y Moon, Y Chang, T.J Kim, and G.H Lee(2008), Colloid Surf.A 313–314, 91 10 M Zhao, L Josephson, Y Tang, and R Weissleder (2003), Angew.Chem.Int Ed.42, 1375 61 11 S Mornet, S Vasseur, F Grasset, P Veverka, G Goglio, and A.Demourgues,etal., Progr Solid State Chem 34, 237 (2006) 12 P.D Stevens, J Fan, H.M.R Gardimalla, M Yen, and Y Gao, Org Lett 7,2085 (2005) 13 Y Jun, J Choi, and J Cheon, Chem Commun (Camb.) 12, 1203 (2007) 14 N Poudyal, C Rong, Y Zhang, D Wang, M J Kramer, R J Hebertc, J P.Liu: J Alloys Compd.521 (2012) 55 15 Y X Gong, L Zhen, J T Jiang, C Y Xu, W Z Shao: J Magn Magn Mater 321 (2009) 3702 16 S J Lee, J H Cho, C Lee, J Cho, Y R Kim, and J K Park: Nanotechnology 22 (2011) 375603 17 Sharifi Ibrahim Shokrollahi H., Doroodmand Mohammad M., Safi R (2012), Magnetic and structural studies on CoFe2O4 nanoparticles synthesized by coprecipitation, normal micelles and reverse micelles methods, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 324: pp 1854–186 Mathieu Artus, Lotfi Ben Tahar, Frộdộric Herbst, Leila Smiri, Franỗoise Villain, Nader Yaacoub, Jean-Marc Grenèche, Souad Ammar and Fernand Fiévet (2011), Size-dependent magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles prepared in polyol, Journal of Physics: Condensed Matter, 23: pp 506001 18 19 20 21 Zhao D., Wu X., Guan H., Han E., (2007), "Study on supercritical Hydrotherma synthesis of CoFe2O4 nanoparticles", The Journal of supercritical fluids, 42 pp.226-233 Lu T.L., Dung T.N., Tung D.L., Thanh T.C., Quy K.O., Chuc V.N., Shinya M., Thanh T.K.N (2015), Synthesis of magnetic cobalt ferrite nanoparticles with controlled morphology, monodispersity and composition: the influence of solvent, surfactant, reductant and synthetic conditions, Nanoscale, 7: pp.19596–19610 Ayyappan S., Mahadevan S., Chandramohan P., Srinivasan M P., Philip John, RajBaldev, (2010), "Influence of Co2+ ion concentration on 62 22 23 24 25 26 27 28 the size, magnetic properties, and purity of CoFe2O4 spinel ferrite nanoparticles", The Journal of Physical Chemistry C, 114, pp 63346341 Mathieu Artus, Lotfi Ben Tahar, Frédéric Herbst, Leila Smiri, Franỗoise Villain, Nader Yaacoub, Jean-Marc Grenốche, Souad Ammar and FerFiộvet (2011),Size-dependent magnetic properties of CoFe2O4 nanoparticles prepared in polyol, Journal of Physics: Condensed Matter, 23: pp 506001 Mukta V.L., Shashi B.S., Sadgopal K.D., Deepti V., Raghavendra R., Ajay G., Vasant S., Ram J.C., Sulabha K.K (2009), High Coercivity of Oleic Acid Capped CoFe2O4 Nanoparticles at Room Temperature, Journal of Physical Chemistry B, 113: pp 9070–9076 Va´zquez-Va´zquez C., Lo´pez-Quintela M.A., Buja´n-Nu´n˜ez M.C., Rivas J(2011), Finite size and surface effects on the magnetic properties of cobalt ferrite nanoparticles, Nanopart Research, 11: pp 16631667 Kim Yeong Il, Kim Don, Lee Choong Sub, (2003), "Synthesis and Characterization of CoFe2O4 magnetic nanoparticles prepared by temperature-controlledcoprecipitation method", Physica B: Condensed Matter, 337, pp 42-51 Tai Thien Luong,Thu Phuong Ha, Lam Dai Tran, Manh Hung Do, Trang Thu Mai,Nam Hong Pham, Hoa Bich Thi Phan, Giang Ha Thi Pham, Nhung My Thi Hoang, Quy Thi Nguyen, Phuc Xuan Nguyen (2011), Design of carboxylated Fe3O4/poly(styrene-co-acrylic acid) ferrofluids with highly efficient magnetic heating effect, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 384: pp 23–30 Thi Kim Oanh Vuong, Dai Lam Tran, Trong Lu Le, Duy Viet Pham, Hong Nam Pham, Thi Hong Le Ngo, Hung Manh Do, Xuan Phuc Nguyen (2015), Synthesis of high-magnetization and monodisperse Fe3O4 nanoparticles via thermal decomposition, Materials Chemistry and Physics, 163: pp 537-544 Vuong Thi Kim Oanh, Tran Dai Lam, Vu Thi Thu, Le Trong Lu, Pham Hong Nam, Le The Tam, Do Hung Manh, and Nguyen Xuan Phuc “A Novel Route For Preparing Highly Stable Fe3O4 Fluid with Poly 63 29 (Acrylic Acid) as Phase Transfer Ligand” Journal of Electronic Materials 45, 4010 (2016) P H Linh, D H Manh, P T Phong, L V Hong, and N X Phuc, “Magnetic Properties of Fe3O4 Nanoparticles Synthesized by Coprecipitation Method”Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 27, 2111 (2014) 30 P T Phong, P.H Nam, D H Manh, D.K Tung, In-Ja Lee, And N.X Phuc“Studies of the Magnetic Properties and Specific Absorption of Mn0.3Zn0.7Fe2O4 Nanoparticles” Journal of Electronic Materials 44, 287 (2015) 31 P.T Phong, V.T.K Oanh, T.D Lam, N.X Phuc, L.D Tung, Nguyen.T.K.Thanh and D.H Manh, Iron Oxide Nanoparticles: Tunable Size Synthesis and Analysis in erms of the Core–Shell Structure and Mixed Coercive Model,Journal of Electronic Materials, 46 (2017) 2533 32 P.T Phong, L.H Nguyen, L.T.H Phong, P.H Nam, D.H Manh, I.–J Lee,N.X.Phuc, Study of specific loss power of magnetic fluids with various viscosities, journal of Magnetism and Magnetic Materials 428 (2017) 36 33 An H.l, Salabas E.L., Ferdi S (2007), Magnetic Nanoparticles: Synthesis,Protection, Functionalization, and Application, Angewandte ChemieInternational Edition, 46: pp 1222 – 1244 14 34 Andreas Jordan, Regina Scholz, Peter Wust, Hermann Schirra,Thomas Schiestel, Helmut Schmidt, Roland Felix (1999), 35 Endocytosis of dextran and silan-coated magnetite nanoparticles and the effect of intracellular hyperthermia on human mammary carcinoma cells in vitro, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 194: pp 185—96 36 John Zhang Z., Zhong L., Wang., Bryan C Chakoumakos, Jin S Yin (1998), Temperature Dependence of Cation Distribution and Oxidation State in Magnetic Mn-Fe Ferrite Nanocrystals, Journal of American Chemical Society,120: pp 1800–1804 64 37 38 Alina Maria, Holban Alexandru, Mihai Grumezescu (2016), Nanoarchitectonics for Smart Delivery and Drug Targeting, Elsevier Inc, chapter 21: pp 599-601 Bean C.P., Livingston J.D (1959), Superparamagnetism Journal of Applied Physics, 30: pp 120–125 39 Makovec D., Drofenik M (2008), Non-stoichiometric zinc-ferrite spinel nanoparticles, Journal of Nanoparticle Research, 10: pp 131–141 40 Andrzej Skumiel (2006), Suitability of water based magnetic fluid with CoFe2O4 particles in hyperthermia, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 307: pp 85–90 41 Gilchrist R.K Shorey, W.D., Hanselman R.C., Parrott J.C Taylor C.B (1957), Selective inductive heating of lymph nodes, Annals of Surgery, 146: pp 596– 606 Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S.K., Dobson J (2003), Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine, Journal of Physics: D Applied Physics, 36: pp R167–R181 Gupta A.K., Gupta M (2005), Synthesis and surface engineering of iron Oxide nanoparticles for biomedical applications, Biomaterials, Biomaterials, 26: pp.399–4021 Mornet S., Vasseur S., Grasset F., Duguet E (2004), Magnetic nanoparticle design for medical diagnosis and therapy, Journal of Materials Chemistry, 14:pp 2161–2175 Krishnan K.M (2010), Biomedical Nanomagnetics: A Spin Through Possibilities in Imaging, Diagnostics, and Therapy, IEEE Transactions on Magnetics, 46: pp 2523–2558 Chan C.F.D., Dmitri B., Kirpotin., Paul A., Bunn Jr (1993), Synthesis and evaluation of colloidal magnetic iron oxides for the site-specific radiofrequency-induced hyperthermia of cancer, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 122: pp 374–378 Alina Maria, Holban Alexandru, Mihai Grumezescu (2016), Nanoarchitectonics for Smart Delivery and Drug Targeting, Elsevier Inc, chapter 21: pp 599-601 42 43 44 45 46 47 65 48 49 50 51 52 53 Pankhurst Q.A., Connolly J., Jones S.K., Dobson J (2003), Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine, Journal of Physics: D Applied Physics, 36: pp R167–R181 Rosensweig R.E (2002), Heating magnetic fluid with alternating magnetic field, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 252: pp 370–374 Battabyal M., Dey T.K (2005), Electrical conductivity in La1−xAgx MnO3 pellets between 10 and 350K, Physica B: Condensed Matter, 367: pp 40–47 Toru Iwaki, Yasuo Kakihara, Toshiyuki Toda, Mikrajuddin Abdullah, and Kikuo Okuyama (2003), Preparation of high coercivity magnetic FePt nanoparticles by liquid process, Journal of Applied Physics, 94: pp 6807– 6811 Song Q., Zhang Z.J (2004), Shape Control and Associated Magnetic Properties of Spinel Cobalt Ferrite Nanocrystals, Journal of American Chemical Society, 126: pp 6164−6168 Brown W.F (1963), Thermal Fluctuations of a Single-Domain Particle, Physical Review, 130: pp 1677–1702 54 Castillo V.C.D (2005), Synthesis and characterization of cobalk – substituted nanoparticles using Reverse Micelles, Ms thesis, University of Puetorico Mayagues Campus: pp 20 55 Bean C.P., Livingston J.D (1959), Superparamagnetism Journal of Applied Physics, 30: pp 120–125 56 An H.l, Salabas E.L., Ferdi S (2007), Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Protection, Functionalization, and Application, Angewandte Chemie-International Edition, 46: pp 1222–1244 57 Chikazumi S., Charap H.S (1978), Physics of Magnetism, Ed E Robert (New York: Krieger): pp 498 58 Chen R., Michael G.C, Polina A (2013), Maximizing Hysteretic Losses in Magnetic Ferrite Nanoparticles via Model-Driven Synthesis and Materials Optimization, American Chemical Society, 7: pp 8990– 9000 66 59 Haixia Wu, Guo Gao, Xuejiao Zhou, Yan Zhang, Shouwu Guo (2012), Control on the formation of Fe3O4 nanoparticles on chemically reduced graphene oxide surfaces, Cryst Eng Comm, 14: pp 499–504 60 Angelakeris M (2017), Magnetic nanoparticles: A multifunctional vehicle for modern theranostics, Biochimica Biophysica Acta, 1861: pp 1642–1651 61 Ayyappan Sathya, Pablo Guardia, Rosaria Brescia, Niccolò Silvestri, Giammarino Pugliese, Simone Nitti, Liberato Manna, and Teresa Pellegrino (2016), CoxFe3–xO4 Nanocubes for Theranostic Applications: Effect of Cobalt Content and Particle Size, Chemistry of Materials, 28: pp 1769–1780 62 Brabers V.A.M (1995), Progress in spinel ferrite research, in Handbook of Magnetic Materials, Elsevier, New York, NY, USA, 8, chapter 3: pp 189– 324 63 Ghandoor H.E., Zidan HM., Mostafa MH., Khalil M.I., Ismail M (2012), Synthesis and Some Physical Properties of Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles International Journal of Electrocchemical Science, 7: pp 573–5745 64 Tao Ke, Hongjing Dou, Kang Sun (2008), Colloids and SurfacesA:Physicochemical and Engineering Aspects, Interfacial coprecipitation to prepare magnetite nanoparticles:Concentration and temperature dependence, 320: pp 115-122 65 FLópez-Quintela M.A., Hueso L.E., Rivas J Rivadulla (2003), Intergranular magnetoresistnce in nanomanganites, in Nanotechnology, 14: p 212-219 66 K.E Sapsford, W.R Algar, L Berti, K.B Gemmill, B.J Casey, E Oh, M.H Stewart, I.L Medintz (2013), “Functionalizing nanoparticles with biological molecules: developing chemistries that facilitate nanotechnology”, Chem Rev., 113, pp.1904-2074 67 M.P Monopoli, C Aberg, A Salvati, K.A Dawson (2012), “Biomolecular coronas provide the biological identity of nanosized materials”, Nat Nanotechnol., 7, pp.779-786 67 68 K Hola, Z Markova, G Zoppellaro, J Tucek, R Zboril (2015), “Tailored functionalization of iron oxide nanoparticles for MRI, drug delivery, magnetic separation and immobilization of biosubstances”, Biotechnol Adv., 33, pp.1162-1176 69 R.K Gilchrist, W.D Shorey, R.C Hanselman, J.C Parrott, C.B Taylor (1957), “Selective inductive heating of lymph”, Ann Surg., 146, pp.596-606 70 A Hervault and N.T.K Thanh (2014), “Magnetic nanoparticle-based therapeutic agents for thermochemotherapy treatment of cancer”, Nanoscale, 6, pp.11553- 11573 71 I Sharifi, H Shokrollahi, S Amiri (2012), “Ferrite-based magnetic nanofluids used in hyperthermia applications”, J Magn Magn Mater., 324, pp.903-915 72 R Epherre, E Duguet, S Mornet, E Pollert, S Louguet, S Lecommandoux, C Schatz, G Goglio (2011), “Manganite perovskite nanoparticles for self-controlled magnetic fluid hyperthermia: about the suitability of an aqueous combustion synthesis route”, J Mater Chem., 21, pp.4393-4401 73 S Amiri, H Shokrollahi (2013), “The role of cobalt ferrite magnetic nanoparticles in medical science”, Mater Sci Eng C., 33, pp.1-8 74 Fantechi E., Innocenti C., Albino M., Lottini E., Sangregorio C (2015), Influence of cobalt doping on the hyperthermic efficiency of magnetite nanoparticles, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 380: pp 365– 371 Alphandéry E., Faure S., Raison L., Duguet E., Howse P.A., Bazylinski D.A (2011), Heat Production by Bacterial Magnetosomes Exposed to an Oscillating Magnetic Field, The Journal of Physical Chemistry C, 115: pp 18-22 75 68 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TỪ VÀ NHIỆT TỪ TRỊ CỦA HỆ HẠT NANÔ Co0,4Zn0,6Fe2O4 Pham Hồng Nam1, Phạm Thị Hồng Hoa2, Vũ Hồng Kỳ1, Nguyễn Văn Đăng3, Phạm Thanh Phong4, Đỗ Hùng Mạnh1,* 2Học 1Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam; viện Khoa học Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam 3Trường Đại học Khoa học, Đại Học Thái Nguyên; 4Viện Tiên tiến Khoa học Vật liệu, Trường Đại học Tơn Đức Thắng; TĨM TẮT Tính chất từ ferit cấu trúc nano với cơng thức AIIFe2O4 (AII ion hóa trị 2) điều khiển tinh tế cho ứng dụng riêng Tuy nhiên, ảnh hưởng nguyên tố vị trí A II, kích thước, hình dạng lớp phủ tới tính chất từ khó tiên đốn Bài báo tập trung nghiên cứu tính chất từ khả đốt nóng mẫu hạt nano: Co0,4Zn0,6Fe2O4 (CoFe_Zn0,6) chế tạo phương pháp thủy nhiệt (chưa bọc) bọc chitosan (CoFe_Zn0,6/CS) Giản đồ nhiễu xạ tia X ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường cấu trúc spinel cho mẫu với kích thước hạt trung bình khoảng 15 nm độ dày lớp CS mỏng Giá trị độ từ hóa bão hịa (M S) trung bình nhiệt độ phịng mẫu CoFe_Zn0,6/CS 50 emu/g khả đốt nóng chất lỏng từ mẫu khảo sát Công suất tổn hao riêng (Specific loss power-SLP) cao khoảng 280 W/g nhận mẫu có nồng độ mg/ml điều kiện từ trường có cường độ 250 Oe tần số 290 kHz cho thấy chất lỏng từ có khả ứng dụng cho nhiệt từ trị Từ khóa: Nhiệt từ trị; SLP; chất lỏng từ;ferit spinel; Co 0,4Zn0,6Fe2O4; Ngày nhận bài:; Ngày hoàn thiện: ; Ngày duyệt đăng: STUDY OF MAGNETIC PROPERTIES OF Co0,4Zn0,6Fe2O4 NANOPARTICLES FOR ADVANCED MAGNETIC HYPERTHEMIA Pham Hồng Nam1, Pham Thi Hong Hoa2, Vu Hong Ky1, Nguyen Van Dang3 , Pham Thanh Phong4, Do Hung Manh1* 1Institute 2Graduate of Materials Science, Vietnam Academy of Science and Technology; University of Science and Technology, Vietnam Academy of Science and Technology; 3Department of Physics and Technology, Thai Nguyen University of Science; 4Advanced Institute of Materials Science, Ton Duc Thang University; ABSTRACT Magnetic properties of ferrites nanostructural with AIIFe2O4 formula (AII is 2+ ion) can control the subtle for different applications However, the effect of elements at the position of A II, size, shape and shell on magnetic properties is difficult to predict This paper focuses on the magnetic properties and heating ability of Co0,4Zn0,6Fe2O4 nanoparticles (CoFe_Zn0,6) were fabricated by hydrothermal method and coated with chitosan (CoFe_Zn0,6/CS) X-ray diffraction patterns (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) show a spinel structure for both the samples with an average particle size of about 15 nm and a fairly thin CS layer thickness The saturation magnetization (M S) at room temperature of CoFe_Zn0,6/CS is 50 emu/g and heating ability of magnetic fluid on this sample was investigated The highest specific absorption rate value of about 280 W/g received on samples with a concentration of mg/ml under magnetic of 250 Oe and frequency 290 kHz This result shows that the magnetic fluid has an potential application for magnetic hyperthemia Keywords: Magnetic hyperthemia; SLP; magnetic fluid; ferrite spinel; Co0,4Zn0,6Fe2O4; Received: ; Revised: ; Approved: * Corresponding author: Tel:0904233353 ; Email: manhdh.ims@gmail.com Giới thiệu Tiêu diệt tế bào ung thư phương pháp tăng thân nhiệt ý nghiên cứu năm gần Các nguồn lượng thường sử dụng: sóng vơ tuyến, sóng vi ba laser Phương pháp nhiệt trị giảm tác dụng phụ phương pháp điều trị ung thư khác hóa trị, xạ trị xem phương pháp hứa hẹn cho điều trị ung thư [1-3] Tuy nhiên, phương pháp nhiệt trị tồn số nhược điểm độ chọn lọc kém, ảnh hưởng đến tế bào 69 mạnh khỏe xung quanh, phân bố lượng thấp dẫn đến khó đạt nhiệt độ để tiêu diệt khối u … [4] Nhiệt từ trị phương pháp điều trị ung thư nhiệt đặt hạt nano từ từ trường xoay chiều Do tính chất sinh nhiệt cục bộ, tế bào ung thư bị tiêu diệt (khi nhiệt độ đạt tới 46oC giữ 30 phút) tế bào mạnh khỏe bị ảnh hưởng Do nhiệt từ trị dùng kết hợp với hóa trị xạ trị để nâng cao tác dụng điều trị ung thư [5] Khả sinh nhiệt hạt nano từ đặc trưng thông số tốc độ hấp thụ riêng (SAR), thơng số phụ thuộc vào tính chất từ vật liệu điều kiện từ trường (cường độ H tần số f) Do tham số từ trường bị hạn chế ngưỡng an toàn cho thực thể sống (H x f ≤ 4,85 x 108 A/m.s) [6] Vì vậy, nghiên cứu tập trung tìm kiếm vật liệu/cấu trúc có SAR cao [7, 8] Bên cạnh đó, tìm kiếm vật liệu có khả khống chế nhiệt độ đốt bão hịa (khơng vượt q 46 oC) cách điều chỉnh nhiệt độ chuyển pha sắt từ-thuận từ TC quan tâm [9-12] Các ferit spinel cấu trúc nano với dạng công thức AIIFe2O4 (AII ion hóa trị 2) vật liệu quan trọng cho ứng dụng nhiệt từ trị Trong số đó, hạt nano ơxít sắt Fe3O4 ɣ-Fe2O3 nghiên cứu nhiều tính chất từ thích hợp, tương thích sinh học dễ chế tạo Tuy nhiên, nhiệt độ Curie (T C) cao SAR tương đối thấp hạn chế ứng dụng chúng Ferit Co (CoFe2O4) pha tạp Zn lựa chọn quan tâm cho ứng dụng nhiệt từ trị kỳ vọng nâng cao SAR tính dị hướng cao ferrit Co khả giảm T C tang tỉ lệ thay Co Zn Tuy có số cơng bố mối liên hệ cấu trúc-tính chất từ-SAR loại vật liệu [11-14] Tuy nhiên, mối liên hệ phụ thuộc lớn vào phương pháp chế tạo Bên cạnh đó, ảnh hưởng nguyên tố thay vị trí AII, kích thước, hình dạng lớp bọc/phủ tới tính chất từ khó tiên đốn Trong báo này, báo cáo số kết nghiên cứu ban đầu khả sinh nhiệt hạt nano Co0,4Zn0,6Fe2O4 chế tạo phương pháp thủy nhiệt (CoFe_Zn0,6) sau bọc chitosan (CS) (CoFe_Zn0,6/CS) để tạo chất lỏng từ Cấu trúc, hình thái tính chất từ mẫu nêu khảo sát Khả sinh nhiệt chất lỏng từ chứa hạt CoFe_Zn0,6/CS nghiên cứu thảo luận chi tiết Nghiên cứu chi tiết ảnh hưởng thay Zn cho Co tới tính chất từ SAR chúng tơi báo cáo công bố khác Phương pháp nghiên cứu 2.1 Tổng hợp hệ hạt nano CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS Các hệ hạt nano CoFe_Zn0,6 tổng hợp phương pháp thủy nhiệt Các hóa chất ban đầu sử dụng gồm: FeCl3.6H2O, CoCl3.6H2O, ZnCl2 dung dịch NaOH Các muối pha vào nước cất với tỷ lệ (Co2+, Zn2+) : Fe3+ = 1:2 Tiếp theo, ml dung dịch muối nhỏ từ từ vào 60 ml dung dịch NaOH 1M, q trình nhỏ giọt có sử dụng máy khuấy với tốc độ 650 vòng/phút Hỗn hợp cho vào bình kín làm thép không gỉ tăng nhiệt với tốc độ 5oC/phút tới nhiệt độ 180oC giữ ổn định Sau đó, bình để nguội tự nhiên đến nhiệt độ phòng Sản phẩm lấy rửa nước cất axeton sau đem sấy khơ Một phần hệ hạt nano CoFe_Zn0,6 sử dụng để bọc CS cho nghiên cứu đốt từ Quy trình tóm tắt sau: Lấy 50 mg hệ hạt nano CoFe_Zn0,6 cho vào dung dịch chứa 50 mg CS Sử dụng máy rung siêu âm 15 phút để CS bao bọc hạt từ Sau đó, dùng nam châm thu hạt từ loại bỏ CS Cuối phân tán lại hạt từ môi trường nước với nồng độ khác phù hợp với mục đích nghiên cứu 2.2 Các phương pháp đặc trưng Các đặc trưng cấu trúc hệ hạt khảo sát cách sử dụng thiết bị nhiễu xạ tia X (XRD) D5000 hãng SIEMENS, với xạ Cu - Kα với bước sóng λ = 1,5406 Å Kích thước hạt đánh giá kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường Hitachi S-4800 Các tính chất từ khảo sát từ kế mẫu rung (VSM) Phân bố kích thước hạt độ bền chất lỏng từ xác định phương pháp tán xạ laser động thiết bị Zetasizer – Nano ZS Các phép đo đốt nóng cảm ứng từ thực thiết bị thương mại UHF-20A Các mẫu chất lỏng từ hòa tan dung dịch nước cách nhiệt với mơi trường ngồi vỏ bình thủy tinh hút chân khơng đến 10-3-10-4 Torr Nhiệt độ đo nhiệt kế quang 70 (GaAs sensor, Opsens) với độ xác 0,3oC dải - 250oC Giá trị SAR tính theo cơng thức [10]: (1) Trong C nhiệt dung riêng, ms khối lượng toàn chất lỏng từ, mn khối lượng hệ hạt nano từ, dT/dt tốc độ tăng nhiệt ban đầu Kết thảo luận Hình trình bày giản đồ XRD mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS Từ giản đồ XRD cho thấy mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS có đỉnh nhiễu xạ đặc trưng (220), (311), (400), (442), (511) (440) tương ứng với pha tinh thể spinel cấu trúc lập phương CoFe2O4 theo số thẻ PDF số (221086), phù hợp với công bố cho mẫu loại [11] CoFe_Zn0,6 C-êng ®é (®.v.t.y) (311) 20 (440) (220) (511) (400) (442) CoFe_Zn0,6/CS 30 40 50 2(®é) 60 70 Hình 1: Giản đồ nhiễu xạ tia X mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS Các ảnh FESEM (Hình 2) tiêu biểu mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS cho thấy mẫu có kích thước trung bình khoảng 15 nm Từ tương đồng kích thước mẫu, giả thiết chiều dày lớp bọc tương đối mỏng Mặc dù khả bọc hạt quan sát qua ảnh FESEM (xem hình 2b) (a) (b) Hình 2: Ảnh FESEM mẫu CoFe_Zn0,6 (a) CoFe_Zn0,6/CS (b) Tuy nhiên, khả bọc hạt hay tồn cấu trúc vỏ/lõi chưa kiểm chứng báo này, điều thực với ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) phân giải cao 71 Hình 3a giản đồ phân bố kích thước thủy động mẫu bọc chitosan phân tán mơi trường nước Kích thước thủy động thu trung bình 142 nm với độ rộng phân bố (PDI = 0,317) Để đánh giá độ bền chất lỏng từ, mẫu chất lỏng xác định Zeta Hình 3b cho biết Zeta chất lỏng từ 26,4 eV Người ta biết mẫu chất lỏng Zeta ≥ ± 30 eV có độ ổn định tốt Như vậy, kết phản ánh mẫu CoFe_Zn0,6/CS có độ ổn định tương đối tốt [10] (a) (b) Hình 3: Giản đồ phân bố kích thước thủy động mẫu CoFe_Zn0,6/CS phân tán nước (a) zeta (b) Tính chất từ mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS đo nhiệt độ phòng dải từ trường từ -11kOe – 11kOe Các đường cong từ độ phụ thuộc vào từ trường M(H) mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS thể Hình Giá trị độ từ hóa cao 12 kOe (được xem từ độ bão hòa, Ms) đánh giá 56 emu/g 50 emu/g tương ứng cho mẫu Sự lệch nhỏ Ms chứng tỏ lớp vỏ bọc mỏng giá thiết nêu Giá trị Ms mẫu CoFe_Zn0,6 báo cáo lớn giá trị Ms = 30 emu/g mẫu thành phần chế tạo phương pháp đồng kết tủa [13] nhỏ giá trị 90 emu/g mẫu chế tạo phương pháp phân hủy nhiệt [11] Điều chứng tỏ phương pháp chế tạo hạt nano từ có ảnh hưởng lớn tới tính chất từ chúng 60 CoFe_Zn0,6/CS M (emu/g) 40 CoFe_Zn0,6 20 -20 -40 -60 4 -1 10 -5000 5000 10 H (Oe) Hình 4: Đường từ độ phụ thuộc vào từ trường mẫu CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS Đường nét liền làm khớp hàm Langevin theo công thức (2) Để hiểu rõ t trạng thái từ hệ hạt nano CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS đường M(H) thực nghiệm làm khớp với hàm Langevin theo biểu thức sau [10]: (2) Trong x = H/kT, H từ trường, L hàm Langevin, n số hạt nano đơn vị thể tích,  mơmen từ Kết Hình cho thấy đường làm khớp phù hợp với thực nghiệm dải từ trường từ -8 kOe đến kOe Từ giả thiết tồn tương tác hạt 72 hai hệ CoFe_Zn0,6 CoFe_Zn0,6/CS Thêm vào đó, lệch khỏi hàm Langevin mẫu CoFe_Zn0,6/CS rõ ràng so với mẫu CoFe_Zn0,6 liên quan đến cường độ tương tác mạnh [15] Ảnh hưởng lớp bọc đến tương tác hạt xem xét từ đường độ cảm từ phụ thuộc nhiệt độ Hình Từ hình nhận thấy giá trị độ cảm từ mẫu bọc cao mẫu không bọc khoảng từ trường thấp Điều có nghĩa hệ hạt nano bọc chitosan có tương tác lưỡng cực cao mẫu khơng bọc [16] Tính chất đáp ứng từ tốt từ trường thấp mẫu bọc có ý nghĩa khả sinh nhiệt hạt nano từu thực từ trường có cường độ thấp 0.08 CoFe_Zn0,6/CS CoFe_Zn0,6 dM/dH (emu/g.Oe) 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 -1 10 -5000 5000 10 H (Oe) Hình 5: Độ cảm từ (χ = dM/dH) phụ thuộc vào cường độ từ trường Các chất lỏng từ độ ổn định bọc lớp bọc làm giảm khả tịch tụ hạt thành lớn và qua giảm tính sa lắng trọng lực Vì vậy, khả đốt nóng nghiên cứu cho hệ chất lỏng CoFe_Zn0,6/CS Hình đường đốt từ mẫu với nồng độ mg/ml, mg/ml mg/ml đo từ trường có cường độ khác 100-250 Oe tần số 290 kHz Ta nhận thấy, tốc độ tăng nhiệt tăng tăng từ trường Bảng 1: Giá trị SAR (W/g) chất lỏng từ chứa hạt nano CoFe_Zn0,6/CS với cường độ từ trường khác nhau, tần số 290 kHz Cường độ từ trường (Oe) 100 150 200 250 Nồng độ (mg/ml) 117,02 200,64 246,62 280,1 100,14 183,92 206,21 265,86 96,84 129,58 168,03 214,85 Đồng thời, nhiệt độ gần tăng tuyến tính giai đoạn đầu (200s) Từ đường thực nghiệm Hình 6, giá trị SAR tính tốn dựa công thức (1) đưa Bảng Từ Bảng thấy rằng, SAR đạt giá trị lớn 280,06 W/g nồng độ mg/ml ứng với cường độ từ trường 250 Oe, tần số 290 kHz Khi tăng nồng độ từ – mg tất cường độ từ trường SAR giảm Kết giải thích kết đám tăng tăng nồng độ Hệ tương tác lưỡng cực tăng lên giảm SAR Kết phù hợp với số cơng bố trước [14,17,18], tương tác lưỡng cực tăng làm suy giảm SAR 73 65 60 mg/ml 50 o T ( C) 55 45 250 Oe 200 Oe 150 Oe 100 Oe 40 35 30 300 (a) 600 900 1200 1500 t (s) 90 80 mg/ml T (oC) 70 60 250 Oe 200 Oe 150 Oe 100 Oe 50 40 30 (b) 300 600 900 1200 1500 t (s) 100 90 mg/ml 70 o T ( C) 80 250 Oe 200 Oe 150 Oe 100 Oe 60 50 40 30 300 600 900 1200 t (s) (c) Hình 6: Đường đốt từ mẫu CoZn0,6/CS từ trường khác nhau, tần số 290 kHz, nồng độ 1mg/ml (a), mg/ml (b) mg/ml (c) Kết luận Các hạt nano Co0,4Zn0,6Fe2O4 chế tạo thành công phương pháp thủy nhiệt bọc chitosan Các số liệu cấu trúc, kích thước hạt từ độ bão hịa hai mẫu khơng bọc bọc chứng tỏ bề dày lớp vỏ bọc mỏng Khả sinh nhiệt chất lỏng từ giảm tương tác lưỡng cực tăng kiểm chứng từ suy giảm SAR nồng độ hạt từ tăng từ mg/ml tới mg/ml điều kiện cường độ tần số cảu từ trường xoay chiều Chất lỏng từ chứa hạt ferrit Co pha tạp Zn bọc chitosan thể giá trị SLP cao cho thấy tiềm ứng dụng chúng nhiệt từ trị Lời cám ơn Cơng trình thực với hỗ trợ kinh phí đề tài thuộc chương trình vật lý mã số: KHCBVL.03/18-19 Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam tài trợ (VAST) thực giai đoạn (2018-2019) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T J Vogl, P Farshid, N N Naguib and S Zangos, “Thermal ablation therapies in patients with breast cancer liver metastases: a review”, Eur Radiol, vol 23, pp 797–804, 2013 [2] Y He, H Ge and S Li, “Haematoporphyrin based photodynamic therapy combined with hyperthermia provided effective therapeutic vaccine effect against colon cancer growth in mice”, Int J Med Sci, vol 9, pp 627–633, 2012 [3] C Hong, J Kang, H Kim and C Lee, “Photothermal properties of inorganic nanomaterials as therapeutic agents for cancer thermotherapy”, J Nanosci Nanotechnol, vol 12, pp 4352–5, 2012 74 [4] A Jordan, P Wust, R Scholz, B Tesche, H Fahling, T Mitrovics, T Vogl, J Cervos-Navarro and R Felix, “Cellular uptake of magnetic fluid particles and their effects on human adeno carcinoma cells exposed to AC magnetic fields in vitro”, Int J Hyperth, vol 12, pp 705–22, 1996 [5] S Beatriz, C M Pilar, E T Teobaldo, L F Monica, I Ricardo, F G Gerardo, “Magnetic hyperthermia enhances cell toxicity with respect to exogenous heating”, Bioma, vol 114, pp 62-70, 2017 [6] Q A Pankhurst, J Connolly, S K Jones, and J Dobson, “Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine”, J Phys D Appl Phys, vol 36, pp R167–R181, 2003 [7] Jae-Hyun Lee, Jung-tak Jang, Jin-sil Choi, Seung Ho Moon Seung-hyun Noh, Ji-wook Kim, Jin-Gyu Kim, Il-Sun Kim, Kook In Park and Jinwoo Cheon, “Exchange-coupled magnetic nanoparticles for efficient heat induction”, Nat Nanotech, vol 6, pp 418–422, 2011 [8] N A Usov, “Low frequency hysteresis loops of superparamagnetic nanoparticles with uniaxial anisotropy”, J Appl Phys, vol 107, pp 123909 (6 pages), 2010 [9] E Pollert, K Knızek, M Marysko, P Kaspar, S Vasseur, E Duguet, “New T c-tuned magnetic nanoparticles for self-controlled hyperthermia”, J Magn Magn Mater, vol 316, pp 122–125, 2007 [10] D H Manh, P T Phong, P H Nam, D K Tung, N X Phuc, In-Ja Lee, “Structural and magnetic study of La0.7Sr0.3MnO3 nanoparticles and AC magnetic heating characteristics for hyperthermia applications”, Phys B, vol 444, pp 94–102, 2014 [11] V Mameli, A Musinu, A Ardu, G Ennas, D Peddis, D Niznansky, C Sangregorio, C Innocenti, Nguyen T K Thanh, C Cannas, “Studying the effect of Zn-substitution on the magnetic and hyperthermic properties of cobalt ferrite nanoparticles”, Nanoscale, vol 8, pp 10124-10137, 2016 [12] R A Bohara, H M Yadav, N D Thorat, S S Mali, C K Hong, S G Nanaware, S H Pawar, “Synthesis of functionalized Co0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles for biomedical applications”, J Magn Magn Mater, vol 378, pp 397–401, 2015 [13] S N Dolia, S P Arun, M S Dahwan, M N Sharma, “Mossbauer study of nanoparticles of Co0.4Zn0.6Fe2O4”, Indian J Peru Appl Phys, vol 45, pp 286–829, 2007 [14] P T Phong, P H Nam, D H Manh, Lee In-Ja, “Mn0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles with high intrinsic loss power for hyperthermia therapy”, J Magn Magn Mater, vol 443, pp 76–83, 2017 [15] D H Manh, P T Phong, T D Thanh, D N H Nam, L V Hong, N X Phuc, “Size effect and interaction in La0.7Ca0.3MnO3 nanoparticles”, J Alloy Comp, vol 509, pp 1373–1377, 2011 [16] P S Araújo-Neto, E L Silva-Freitas, J F Carvalho, T R F Pontes, K L Silva, I H M Damasceno, E S T Egito, L Ana Dantas, A Marco Morales, S Artur Carriỗo, Monodisperse sodium oleate coated magnetite high susceptibility nanoparticles for hyperthermia applications”, J Magn Magn Mater, vol 364, pp 72–79, 2014 [17] A Urtizberea, E Natividad, A Arizaga, M Castro, A Mediano, “Specific absorption rates and magnetic properties of ferrofluids with interaction effects at low concentrations”, J Phys Chem C, vol 114, pp 4916–4922, 2010 [18] M E Sadat, R Patel, J Sookoor, S L Bud’ko, R C Ewing, J Zhang, H Xu, Y Wang, G M Pauletti, D B Mast, D Shi, “Effect of Spatial Confinement on Magnetic Hyperthermia via Dipolar Interactions in Fe3O4 Nanoparticles for Biomedical Applications”, Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, vol 42, pp 52–63, 2014 75 ... cho Luận văn: Tổng hợp, nghiên cứu cấu trúc tính chất hệ hạt nano Co1-xZnxFe2O4 phương pháp thủy nhiệt Mục đích đề tài: - Chế tạo thành cơng vật liệu nano Co1-xZnxFe2O4 phương pháp thủy nhiệt -... lượng nhỏ chất lượng phụ thuộc nhiều vào phương pháp điều kiện chế tạo Một vài phương pháp hóa học sử dụng phịng thí nghiệm để chế tạo hạt nano: 1.5.1 Phương pháp thủy nhiệt Phương pháp thủy nhiệt. .. chọn phương pháp thủy nhiệt để tổng hợp mẫu cho nghiên cứu cấu trúc, hình thái, tính chất từ, nhiệt đốt nóng cảm ứng từ 28 1.5.4 Phương pháp đồng kết tủa Đây phương pháp sử dụng phổ biến để tổng