Líi cam oan Tỉi xin cam oan luªn ¡n n y l kát quÊ nghiản cựu cừa bÊn thƠn tổi ữủc thỹc hiằn thới gian lm nghiản cựu sinh tÔi trữớng Ôi hồc Sữ PhÔm H Nởi 2, dữợi sỹ hữợng dăn cừa TS ộ Th Nga v PGS TS Chu Viằt H CĂc kát quÊ mợi thu ữủc khổng trũng lp vợi bĐt ký luên Ăn hay cổng trẳnh no  ữủc cổng bố Cử th, chữỡng l tờng quan và cĂc lỵ thuyát liản quan Chữỡng trẳnh by lỵ thuyát Mie ton phƯn cho hằ lói vọ trỏn tuyằt ối v cĂch xỷ lỵ cho hằ lói vọ cõ bà mt nhĂm, kát quÊ nghiản cựu thu ữủc cho phờ hĐp thử cừa cĂc hoa nano (nanoflowers) Ag@Fe3 O4 v à xuĐt ựng dửng chá tÔo mĂy dỏ tẳm khuyát têt v vũng pha tÔp dỹa trản cỡ chá cỡ-quang nhiằt sỹ nõng lản cừa hÔt hoa nano dữợi tĂc dửng cừa Ănh sĂng laser, ữủc tổi thỹc hiằn ngữới hữợng dăn TS ộ Thà Nga v cëng sü TS Phan ùc Anh C¡c kát quÊ nghiản cựu chữỡng và tẵnh chĐt plasmonic cừa graphene trản á khối v cừa hÔt nano bồc graphene ữủc tổi thỹc hiằn vợi cổ hữợng dăn TS ộ Th Nga v PGS TS Chu Viằt H Chữỡng trẳnh by kát quÊ nghiản cựu và quĂ trẳnh tông nhiằt cừa cĐu trúc nano gỗm cõ dÂy cĂc ắa graphene xáp theo mÔng ổ vuổng t trản lợp mng iằn mổi mọng dỹa trản tẵnh chĐt plasmonics ữủc tổi thỹc hiằn TS Phan ực Anh, TS ộ Th Nga, GS Vụ ẳnh LÂm v GS Katsunori Wakabayashi TĂc giÊ luên Ăn ộ Chẵ Nghắa ii Mưc lưc Líi c£m ìn i Líi cam oan ii Danh mưc c¡c vi¸t tt vi Danh s¡ch hẳnh v vii M Ưu 1 Hằ thống cĂc lỵ thuyát cỡ bÊn liản quan án vĐn à nghiản cựu 12 1.1 Mổ hẳnh lỵ thuyát cho hm iằn mæi 1.2 Lỵ thuyát Mie cho tẵnh chĐt quang cừa hÔt nano ỡn vêt liằu 16 1.2.1 Lỵ thuyát Mie cho hÔt nano cƯu ỡn vêt liằu 17 1.2.2 Lỵ thuyát Mie cho hÔt nano ỡn vêt liằu khổng cõ dÔng cƯu 1.3 Lỵ thuyát cỡ bÊn cho vi»c l m nâng h» theo cì ch¸ plasmon 1.3.1 27 28 Sỹ nõng lản cừa dung dch têp th hÔt nano plasmonic dữợi tĂc dửng cừa trữớng iằn tứ 1.4 22 Sỹ nõng lản cừa ỡn hÔt nano dữợi tĂc dửng cừa trữớng iằn tứ 1.3.2 12 30 Kát luên 33 Lỵ thuyát Mie v mổ hẳnh quang nhiằt cho hằ nano cĐu trúc lói-vọ 34 2.1 Hằ nano cƯu hai lợp 35 2.1.1 35 2.1.2 Lỵ thuyát Mie cho phờ quang hồc Hiằu ựng quang nhiằt hằ nano lói-vọ dữợi tĂc dửng cừa laser hỗng ngoÔi 2.2 Tẵnh chĐt plasmonic v ựng suĐt quang nhiằt cừa hằ hoa nano 2.2.1 38 44 Lỵ thuyát Mie cho phờ quang hồc cừa hÔt hoa nano Ag@Fe3 O4 45 Sùc c«ng nhi»t cõa c¡c hÔt hoa nano Ag@Fe3 O4 49 Kát luªn 53 2.2.2 2.3 Tẵnh chĐt plasmonic cừa cĐu trúc nano dỹa trản graphene dÊi tƯn số terahertz 54 3.1 Cỡ s lỵ thuyát 56 3.1.1 CĂch tiáp cên liản kát cht cho graphene 56 3.1.2 ë dăn quang cừa graphene 57 3.2 H§p thư quang håc cõa graphene 62 3.3 Kát quÊ tẵnh số v thÊo luên 63 3.3.1 Phê h§p thư cõa graphene tü 63 3.3.2 Phờ hĐp thử cừa graphene trản á khối 65 3.3.3 Phê hĐp thử cừa hÔt nano SiO2 ữủc bồc graphene 68 Kát luên 71 3.4 QuĂ trẳnh tông nhiằt cừa hằ phực hủp graphene dỹa trản tẵnh chĐt plasmonic 72 4.1 Giỵi thi»u 4.2 Tẵnh chĐt plasmonic v phƠn bố nhiằt c§u tróc nano phùc hđp chùa graphene 4.3 73 74 Kát quÊ tẵnh số cho phƠn bố nhiằt cĐu tróc nano phùc hđp chùa graphene 80 4.4 Kát luên 83 Kát luên 84 Danh mửc cổng trẳnh cõa t¡c gi£ 86 T i li»u tham kh£o 87 Danh mửc cĂc chỳ viát tưt Viát tưt Tản Ưy ừ SPR Cëng h÷ðng plasmon b· m°t (Surface Plasmon Resonance) SPP Plasmon polariton b· m°t (Surface Plasmon Polariton) LSPR Cëng h÷ðng plasmon b· m°t ành xù (Localized Surface Plasmon Resonance) CST Computer Simulation Technology DFT Lỵ thuyát phiám hm mêt ở (Density Functional Theory) DDSCAT Discrete Dipole Scattering DDA Discrete Dipole Approximation FDTD Finite Difference Time Domain FEM Finite Element Method NIR Vũng cên hỗng ngoÔi (Near-Infrared) vi Danh sĂch hẳnh v³ 1.1 Ph¦n thüc v ph¦n £o cõa h m i»n mỉi h m cõa t¦n sè [18] 1.2 ε(ω) cõa SiC nh÷ l 14 H m i»n mỉi ÷đc v³ b¬ng vi»c sû dưng c¡c h¬ng sè quang håc electron tü (cho ITO) v c¡c h¬ng sè quang håc thüc nghi»m (cho Au v Ag) (A) ITO; (B) Au; (C) Ag [19] 1.3 Minh hồa hÔt nano cƯu cõ bĂn kẵnh () 1.4 R 15 cõ hơng số iằn mổi t mổi trữớng cõ hơng sè i»n mæi εm 19 Quang phờ dêp tưt cừa hÔt keo nano vng 50 nm nữợc ( ữớng mu ọ) ữủc so sĂnh phũ hủp nhĐt vợi lỵ thuyát Mie [21] 1.5 22 Minh håa elip thon d i (prolate spheroid) v elip dµt (oblate spheroid) 1.6 23 Quang phờ dêp tưt (mu ọ), phờ tĂn xÔ (m u xanh) v phê h§p thư (m u en) cõa que nano vng (elip thon di) vợi cĂc t lằ tữỡng quan giúa hai trưc cõa elip l 2.1 ( ÷íng li·n nt) v 3.0 ( ữớng chĐm) ữủc tẵnh toĂn sỷ dửng lỵ thuyát Gans vợi hơng số iằn mổi cừa mổi trữớng ữủc chồn l 2.25 [24] 1.7 24 Phờ hĐp thử quang hồc cừa porphyrin H2 TPyP nữợc vợi εwater = 1.77, CHCl3 vỵi εCHCl3 = 2.07 v mët số loÔi dung mổi khĂc nhữ l hm cừa bữợc sõng Ănh sĂng tợi, ữủc tẵnh theo lỵ thuyát Mie [28] vii 25 1.8 Ph¦n £o v ph¦n thüc cõa h m i»n mæi l h m cõa 1.9 ω ε(ω) cõa porphyrin [28] 26 (a) Sỡ ỗ cừa mởt hÔt nano cƯu hữợng quang hồc (b) Sỹ gia tông nhiằt ở ữủc tẵnh cho ỡn hÔt nano vng nhữ l hm cừa khoÊng cĂch tứ tƠm cừa hÔt nano vợi mổi trữớng xung quanh l nữợc [29] 31 1.10 Sỹ tông nhiằt ở ữủc tẵnh bà mt cừa ỡn hÔt nano vng nữợc nhữ l hm cừa cổng suĐt chiáu cởng hững plasmon [29] 32 2.1 Sì ỗ minh hồa mổ hẳnh hằ cƯu lói-vọ t mổi trữớng 35 2.2 Phờ hĐp thử UV-Vis lỵ thuyát v thỹc nghiằm thu ữủc tứ th huyÃn phũ nữợc cừa cĂc hÔt nano vọ Au vợi bĂn kẵnh v ngo i t÷ìng ùng l 64 v 80 nm [17] 2.3 38 ữớng cong sỹ nõng lản quang nhiằt cừa cĂc mỉ g sü thi¸u vng (a) v sü hi»n diằn (b) cĂc hÔt nano vọ Au dữợi Ănh sĂng NIR vợi cĂc cữớng ở laser khĂc [17] 2.4 42 Sü t«ng nhi»t ë nông lữủng ữủc hĐp thử cừa cĂc hÔt nano vọ Au cĂc mău mổ g nhữ l hm cừa thới gian vợi cĂc cữớng ở laser khĂc [17] CĂc ữớng ựt nt tữỡng ựng vợi cĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát iÃu kiằn vợi cĂc php o t÷ìng ÷ìng v τ = 200 43 2.5 Sỡ ỗ minh hồa hoa nano Ag@Fe3 O4 45 2.6 Tiát diằn hĐp thử cừa cĂc hÔt nano Ag, Fe3 O4 v hoa nano Ag@Fe3 O4 nữợc (m Mie tờng quĂt 2.7 s [49, 50] = 1.77) ữủc tẵnh bi lỵ thuyát 47 Tiát diằn hĐp thử cừa cĂc hÔt hoa nano Ag@Fe3 O4 ữủc tẵnh toĂn bi lỵ thuyát Mie tờng quĂt SiO2 (m cĂc kẵch thữợc vä kh¡c viii = 2.25) vỵi 48 2.8 ng suĐt xuyản tƠm ngoi theo khoÊng cĂch tứ tƠm cừa hoa nano Ag@Fe3 O4 vợi cĂc ữớng kẵnh khĂc 3.1 52 (a) C§u tróc ỉ cì s cừa mÔng Bravais graphene (b) CĂc vectỡ ổ cỡ s cừa mÔng Êo v vũng Brillouin thự nhĐt cõa graphene [86] 3.2 Phê h§p thư vng gâc cõa graphene tü vỵi (a) c¡c nông lữủng Fermi khĂc = 0, lữủng vịng c§m kh¡c ð 3.3 v (b) c¡c gi¡ trà n«ng EF = gi¡ trà nông lữủng vũng cĐm khĂc 66 Phê h§p thư vng gâc cõa graphene ỡn lợp trản nÃn SiO2 giĂ tr nông lữủng vịng c§m kh¡c ð ∆ = 0, v (b) c¡c EF = 67 Phờ hĐp thử cừa hÔt nano SiO2 ữủc bồc graphene cõ bĂn kẵnh hÔt 3.6 = 0, v (b) cĂc EF = vợi (a) cĂc nông lữủng Fermi kh¡c 3.5 64 Phê h§p thư vng gõc cừa graphene ỡn lợp trản nÃn vng vợi (a) cĂc nông lữủng Fermi khĂc 3.4 56 R = 50 nm tữỡng ựng vợi cĂc mực Fermi khĂc 69 Phờ hĐp thử cừa hÔt nano SiO2 ữủc bồc graphene cõ bĂn kẵnh hÔt lƯn lữủt l R = 30 ( ä), 50 (cam) v 80 nm (xanh l¡ cƠy) vợi cĂc thá hõa hồc khĂc CĂc ữớng liÃn nt v ữớng ựt nt lƯn lữủt tữỡng ựng vỵi 4.1 EF = v 0.5 eV (a) Hằ graphene nhẳn tứ trản xuống v (b) nhẳn theo mt cưt ngang vợi cĂc thổng số cĐu tróc 4.2 70 75 Kát quÊ tẵnh toĂn lỵ thuyát cừa phờ dêp tưt cho cĂc hằ phực hủp graphene gỗm mởt mÔng ổ vuổng cừa cĂc ắa graphene a lợp t trản lợp i»n mỉi mäng vỵi ~τ −1 = 0.03 eV, vỵi sè lỵp graphene ix N EF = 0.45 eV v khĂc trản mởt ắa 77 4.3 Sỹ phƠn bố nhiằt ở tông lản hằ trÔng thĂi ên ành, theo ìn Kelvin, vỵi h» phùc hđp graphene câ (a) N = 1, (b) N = 3, v (c) N = 10 dữợi tĂc dửng cừa Ănh sĂng laser hỗng ngoÔi 4.4 81 Sỹ phƠn bố nhiằt ở tông lản hằ trÔng thĂi ờn nh, theo ỡn v Kelvin, vợi h» phùc hñp graphene câ (a) κ2 = 0.6 W/m/K , W/m/K (b) κ2 = 1.2 W/m/K , N =3 v (c) v = 2.0 dữợi tĂc dửng cừa Ănh sĂng laser hỗng ngoÔi 82 M Ưu Lỵ chồn à ti Plasmonics l mởt lắnh vỹc Ưy hựa hàn cừa khoa hồc v cổng nghằ Lắnh vỹc ny khai thĂc sỹ tữỡng tĂc giỳa Ănh sĂng v vêt chĐt thổng qua hiằn tữủng cởng h÷ðng plasmon b· m°t (Surface Plasmon Resonance, SPR), cho nhi·u tẵnh chĐt v chực nông khĂc [1, 2] SPR l sỹ kẵch thẵch têp th ỗng thới cừa tĐt cÊ cĂc hÔt mang iằn ( iằn tỷ) tÔi mt phƠn c¡ch giúa mỉi tr÷íng câ h m i»n mỉi tr¡i dĐu, in hẳnh nhữ kim loÔi v iằn mổi, thnh mởt dao ởng ỗng pha CĂc dao ởng iằn tỷ nhữ vêy cõ th lan truyÃn dồc theo mt phƠn c¡ch (Surface Plasmon Polariton, SPP) ho°c bà giam giú vũng cõ kẵch thữợc nhọ hỡn bữợc sõng (cởng hững plasmon nh xự, LSPR) Sau ữủc kẵch thẵch, cĂc dÔng cừa SPR cõ th giam giỳ trữớng iằn tứ cừa Ănh sĂng mởt thang nhọ hỡn bữợc sõng, dăn án sỹ tông cữớng Ăng k cừa trữớng nh xự v cho php iÃu khin Ănh sĂng dữợi giợi hÔn nhiạu xÔ Sỹ hĐp dăn cừa SPR lm cho cĂc vêt liằu plasmonic cõ khÊ nông ựng dửng cao nhiÃu lắnh vỹc, bao gỗm quang tỷ [3, 4], hõa hồc [5, 6], nông lữủng [7], v khoa hồc sü sèng [810] Cư thº, câ thº kº ¸n c¡c ựng dửng nhữ cĂc cÊm bián sinh hồc v quang hồc, thuốc v cĂc phữỡng phĂp iÃu tr bằnh, siảu vêt liằu (metamaterials), chip iằn tỷ kẵch thữợc nano (chip cừa Intel hiằn  Ôt tợi kẵch thữợc 14 nm), v mĂy tẵnh lữủng tỷ Kát quÊ l, hai thêp k qua, mối quan tƠm khoa hồc ối vợi vêt liằu plasmonic v SPR ữủc tông cữớng Nhỳng tián bở vữủt bêc cừa cổng nghằ nano k thuêt in thÔch bÊn v cĂc phữỡng phĂp hõa ữợt cê εs , yn (ks Rs ) yn (km Rs ) 0 Φn (ks Rs ) Φn (km Rs ) ε ε s (2.2) m Rc v Rs lƯn lữủt tữỡng ựng l bĂn kẵnh v bĂn kẵnh ngoi cừa cĂc cĐu trúc nano lói-vọ, cƯu loÔi 1, Vn v Un l cĂc nh thực, jn (x) l c¡c h m Bessel yn (x) l c¡c h m Neumann c¦u, Ψ(x) = xjn (x) v ξn (x) = xyn (x) l c¡c h m RiccatiBessel UnT E v VnT E thu ữủc bơng cĂch thay thá cĂc hm iằn mổi phữỡng trẳnh (2.2) thnh ở tứ thâm CĂc h m i»n mỉi cõa lãi, vä v mỉi tr÷íng xung quanh (nữợc) cừa hÔt nano lói vọ tữỡng ựng l εc , εs v εm = 1.77 Sè sâng l ki = i / bữợc sõng cừa Ănh sĂng tợi chƠn khổng 36 vợi i = s, c, v m λ l Trong ph¦n n y, chóng tỉi s trẳnh by kát quÊ quang phờ hồc thu ữủc cho hÔt nano cƯu lói SiO2 ữủc bồc bi lợp vọ vng  ữủc cổng bố bi Vu T T Duong et al [17] Trong c¡c t½nh to¡n, h m i»n mổi cừa SiO2 (c ) ữủc lĐy tứ ti liằu [31], â h m i»n mæi cõa Au(εs ) ữủc mổ tÊ bi mổ hẳnh Lorentz-Drude vợi mởt vi dao ëng tû i·u háa [32] X fj ωP2 f0 ωP2 + εs = − ω − iωΓ0 j=1 ωj2 − ω + iωΓj ð ¥y, v Γj f0 v fj l c¡c c÷íng ë dao ëng, ωP (2.3) l t¦n sè plasma cõa v ng, Γ0 l cĂc hằ số tưt dƯn TĐt cÊ cĂc tham số mổ hẳnh ny ữủc lĐy tứ ti liằu [32] Tuy nhiản, ở dy thỹc tá cừa lợp vọ l 16 nm nản hiằu ựng kẵch thữợc hỳu hÔn tr nản quan trồng Hiằu ựng ny cõ th ữủc thảm vo mổ hẳnh bơng cĂch iÃu chnh tham sè vF B l vªn tèc Fermi cõa v ng, v Γ0 ≡ Γ0 + BvF /(Rs − Rc ), l tham số c trững cho quĂ trẳnh tĂn xÔ lợp vêt liằu kim loÔi GiĂ tr cừa iÃu chnh gi¡ trà cõa tham sè B â B ÷đc chồn tứ 0.1 án [3335] ữớng hĐp thử lỵ thuyát cõ nh cởng hững tÔi 830 nm, hẳnh dÔng cừa vai xung quanh 650 nm B = 1.5 ữủc chồn cho sỹ phũ hủp tốt nhĐt giỳa cĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát v thỹc nghiằm Hẳnh 2.2 cho thĐy phờ hĐp thử dÊi UV-Vis thu ữủc bi tẵnh toĂn lỵ thuyát v thỹc nghiằm cừa dung dch hÔt nano vọ vng cõ nh cởng hững hĐp thử g¦n 836 nm Câ sü phị hđp tuy»t víi giúa phờ hĐp thử ữủc ữa bi thỹc nghiằm v lỵ thuyát Mie cho cĐu trúc nano vợi lói silica 128 nm v ë d y vä 16 nm Sü kh¡c giỳa tẵnh toĂn lỵ thuyát Mie v thỹc nghiằm cõ th l sỹ kát tử hÔt cửc bở hoc kẵch thữợc cĂc hÔt khổng ỗng Ãu Ơy l vĐn à rĐt thữớng gp thỹc nghiằm Trong cĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát i km vợi giÊ thiát rơng kẵch thữợc v cĐu trúc cĂc hÔt l giống nh quang hồc tÔi max 836 nm l cëng h÷ðng plasmon b· m°t l÷ïng cüc mode tù cüc chàu tr¡ch nhi»m cho vai g¦n 640 nm ối vợi cĂc cĐu trúc lói vọ lợn hỡn, tẵnh chĐt hĐp thử cừa vêt liằu tr nản lợn hỡn Nông lữủng Ănh sĂng hĐp thử gõp phƯn vo quĂ trẳnh truyÃn 37 Hẳnh 2.2: Phờ hĐp thử UV-Vis lỵ thuyát v thỹc nghiằm thu ữủc tứ th huyÃn phũ nữợc cừa cĂc hÔt nano vọ Au vợi bĂn kẵnh v ngoi tữỡng ựng l 64 v 80 nm [17] nhiằt mổi trữớng xung quanh, dăn án sỹ tông nhiằt ở cừa cĂc mău 2.1.2 Hiằu ựng quang nhiằt hằ nano lói-vọ dữợi tĂc dửng cừa laser hỗng ngoÔi Khoa hồc thá giợi nhỳng thêp k qua  dnh rĐt nhiÃu nộ lỹc cho nghiản cựu hiằu ựng quang nhiằt mởt loÔt cĂc ựng dửng nhữ phĂ hừy cõ chồn lồc tá bo ung thữ, dch chuyn thuốc án úng v trẵ lỹa chồn v nƠng cao chĐt lữủng hẳnh Ênh cởng hững tứ Li»u ph¡p quang nhi»t phö thuëc v o c¡c h nh vi lữủng tỷ cừa vêt liằu nano, c biằt l hÔt nano kim loÔi, dữợi sỹ chiáu sĂng cừa laser cên hỗng ngoÔi (NIR) Tữỡng tĂc mÔnh giỳa hÔt nano v Ănh sĂng tợi tứ kẵch thẵch dao ởng têp th cừa cởng hững plasmon iằn tỷ dăn bà mt [36, 37] Do kẵch thẵch cởng hững plasmon bà mt ny, cĂc mău hÔt nano kim loÔi cõ th ữủc lm nõng cửc bở án mởt vi trôm ở o C chiáu xÔ bi Ănh sĂng cữớng ở tữỡng ối thĐp [38] CĂc nghiản cựu ch rơng cĂc tá b o ung th÷ câ thº bà ph¡ hõy ð nhi»t ë tr¶n 43 38 o C [39, 40] °c tẵnh phử thuởc khổng thuên nghch cừa protein theo nhiằt ë º gi£m sü t©y trng quang (photobleaching) v ph¡ hừy quang cừa cĂc sinh vêt, nguỗn Ănh sĂng NIR l cỹc ký hỳu ẵch nhữ cổng cử cho liằu phĂp quang nhiằt nh sĂng NIR b hĐp thử ẵt v Ơm xuyản qua cĂc mổ m khổng phĂ hừy nhi·u K¸t qu£ l c¡c vịng b»nh câ thº bà tiảu diằt khu trú m khổng Ênh hững án cĂc tá bo khọe mÔnh DÊi bữợc sõng laser ữủc sỷ dưng li»u ph¡p quang nhi»t n¬m kho£ng tø 650 án 900 nm [38, 41] DÊi tƯn số ny ữủc coi l cỷa sờ sinh hồc suốt vẳ khoÊng cĂch xuyản sƠu qua mổ 10 cm [42, 43] Chá tÔo chẵnh xĂc kẵch thữợc cừa cĐu trúc nano cõ th iÃu chnh bữợc sõng plasmon cho vũng NIR tối ữu hõa sỹ hĐp thu nông lữủng Ănh s¡ng cõa c¡c c§u tróc nano v ng m cán gi£i phâng nhi»t mët c¡ch hi»u qu£ Sü ph¡t triºn cõa cổng nghằ chá tÔo nano  cho php thiát ká cĂc cĐu trúc nano vợi hẳnh dÔng v kẵch thữợc mong muốn Trong số õ, vọ Au cừa hÔt nano  ữủc khai thĂc rởng rÂi nhữ tĂc nhƠn chuyn ời quang nhiằt NIR hiằu quÊ CĂc mổ hẳnh lỵ thuyát  ữủc ữa vo mổ tÊ chuyn ời quang nhiằt plasmonic v ữa cĂch m cĂc yáu tố quan trồng tĂc ởng lản mău nhiằt Trong cĂc t i li»u [44, 47], c¡c t¡c gi£ ¢ ch¿ bián thiản nhiằt ở theo khoÊng cĂch ngoi cĂc hÔt nano t mởt mổi trữớng sỷ dửng cĂc iÃu kiằn khuách tĂn nhiằt mt phƠn cĂch CĂch tiáp cên ny giÊi thẵch thnh cổng sỹ phử thuởc nh tẵnh cừa nhiằt ở trÔng thĂi ờn nh Tmax vo Ănh sĂng laser kẵch thẵch v ở hĐp thử cừa cĂc cĐu trúc nano, khổng th ữợc tẵnh nh lữủng ữủc nhiằt ở cừa mău vẳ nhỳng lỵ thuyát ny ch xem xt phƠn bố nhiằt ở cừa ỡn hÔt nano Trong bối cÊnh ny, Govorov v v cĂc cởng sỹ [45]  mổ tÊ biản dÔng lm nõng bơng laser sỷ dửng phữỡng trẳnh truyÃn nhiằt v lới giÊi tữỡng ữỡng cừa phữỡng trẳnh Poisson tứ tắnh iằn hồc Mổ hẳnh cừa Govorov cõ tẵnh án hiằu ựng truyÃn nhiằt têp th cừa cĂc hÔt nano ối vợi sỹ tông nhiằt ở chự khổng ỡn thuƯn l mổ hẳnh nhiằt ỡn hÔt trữợc õ Tuy nhiản, lỵ thuyát cừa Govorov  bọ qua vai trỏ 39 truyÃn nhiằt hằ thống mao mÔch cĂc mổ sinh hồc tÔo Mởt mổ hẳnh khĂc [45, 48] dỹa trản phữỡng trẳnh cƠn bơng nông lữủng cĂc hằ m v ỗng nhĐt, cung cĐp cĂc hm khợp giÊi t½ch T (t) = T0 + (Tmax − T0 )e−Bt cho nhi»t ë phư thc thíi gian t÷ìng ùng mð v tt k½ch th½ch laser, â A v B A (1−e−Bt ) v T (t) = T0 + B T0 l nhi»t ë mỉi tr÷íng xung quanh, l cĂc tham số chựa ỹng cĂc tẵnh chĐt vêt lỵ cừa hằ PhƠn tẵch lỵ thuyát kát hủp vợi dỳ liằu thỹc nghiằm  ữủc sỷ dửng xĂc nh hiằu suĐt quang nhiằt nõ khõ dỹ oĂn mởt cĂch Ăng tin cêy cĂc hằ thẵ nghiằm chữa biát Trong cổng trẳnh nghiản cựu [17], cĂc tĂc giÊ thảm v o c¡c t¡c ëng cõa mỉi tr÷íng truy·n dàch (medium perfusion) lản quĂ trẳnh truyÃn nhiằt mổ sinh hồc phữỡng trẳnh khuách tĂn nhiằt chuân cừa mổ hẳnh cõa Govorov º ph¡t triºn mët mỉ h¼nh ìn gi£n khÊo sĂt hiằu ựng quang nhiằt cừa cĂc hÔt nano lói-vọ silica-vng ữủc tiảm vo cĂc mổ g, õ £nh h÷ðng cõa mỉi tr÷íng truy·n dàch khỉng thº bä qua CĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát phũ hủp rĐt tốt vợi cĂc o Ôc thỹc nghiằm cừa bián thiản nhiằt ở tÔi cĂc cữớng ở laser khĂc Phữỡng phĂp ny cõ th cung cĐp dỹ oĂn nh lữủng tốt cho nhi»t ë phư thc thíi gian cõa c¡c th½ nghiằm chữa ữủc khĂm phĂ Trong thỹc nghiằm ữủc tián hnh bi nhõm cừa PGS TS TrƯn Hỗng Nhung [17], sau tiảm àl dung dch hÔt nano vọ vng (nỗng ở 1011 hÔt/ml) vo mău mổ g, cĂc mău ữủc chiáu sĂng bơng laser bữợc sõng 808 nm vòng cûa sê trà li»u Do â, ¡nh s¡ng laser cõ th i qua, chÔm vo cĂc hÔt nano v kẵch thẵch cởng hững bà mt nh xự CĂc cĐu trúc nano ữủc lm nõng lản v ữủc chuyn thnh nông lữủng nhiằt GiÊ sỷ rơng hiằu suĐt chuyn ời Ănh sĂng thnh nhiằt l 100% v cĂc hÔt b phƠn tĂn ngău nhiản mởt vũng hẳnh cƯu bĂn kẵnh lữủng ữủc hĐp thử trản cĂc hÔt nano l trản mởt ỡn v th tẵch mổ g v hÔt N R, mêt ở nguỗn nhiằt nông A = N Qabs I0 , â N I0 l số hÔt l cữớng ở chiáu sĂng Mêt ở l số hÔt nano ữủc tiảm chia cho th tẵch cõa mỉ g Ð ¥y, t¡c gi£ cơng gi£ ành rơng nỗng ở hÔt l ỗng nhĐt Bián thiản nhiằt ở cừa cĂc 40 mău thẵ nghiằm T (r, t) gƠy bi hiằu ựng quang nhiằt cừa vêt liằu vng ữủc mổ tÊ lỵ thuyát bi phữỡng trẳnh truyÃn nhi»t sinh håc Pennes h» tåa ë c¦u (1.38) Sau tiảm hÔt nano vọ vng, cĂc hÔt nano ữủc giÊ nh l phƠn bố Ãu mổ BĂn kẵnh giÊ nh R ữủc xt nhữ l bĂn kẵnh hiằu dửng cĂi m tữỡng ữỡng giỳa th tẵch cừa vũng hẳnh cƯu v th tẵch cừa mổ g Nhiằt ở phử thuởc vo thới gian cừa cĂc mău mổ g câ v khỉng câ c¡c c§u tróc nano lãi vọ ữủc th hiằn hẳnh 2.3 Trong o Ôc, cĂc thẵ nghiằm ữủc tián hnh 22 o C CÊ khối mổ g ữủc nõng lản v Ôt án trÔng thĂi ờn nh sau khoÊng phút kẵch thẵch, tưt Ănh sĂng laser dăn án giÊm nhiằt ở rĐt nhanh tứ nhiằt ở cỹc Ôi án nhiằt ở Trong trữớng hủp khổng cõ vêt liằu vng, phỡi nhiạm laser lm tông nhiằt ở cĂc mổ g Kát quÊ cụng  ữủc bĂo cĂo nhiÃu nghiản cựu trữợc Nhiằt gƠy bi nguỗn laser khổng ch lm tông nhiằt ở mổi trữớng gƯn thẵ nghiằm thiát lêp, m cỏn cÊ cĂc mău thẵ nghiằm Nhiạu loÔn l khổng th giÊi quyát ữủc iÃu thú v l, bián thiản nhiằt ở cừa mổ g dữợi chiáu xÔ laser vợi I0 = Wcm biu hiằn nh tẵnh v nh lữủng theo mởt cĂch nhữ mởt bi bĂo trữợc õ thỹc hiằn quĂ trẳnh tữỡng tỹ vợi nữợc cĐt Hỡn nỳa, nữợc chiám 90% cĂc mổ g Nhỳng phĂt hiằn ny cho thĐy rơng cĂc Ôi lữủng vêt lỵ cừa cĂc mău mổ g l rĐt giống vợi nữợc / K, = 1.43107 −1 m s k = 0.6 W / m Sỹ hiằn diằn cừa cĂc hÔt nano vọ Au tÔo nhiÃu nhiằt hỡn cĂc mău thẵ nghiằm Ênh hững ró rằt cừa sỹ lm nõng plasmonic Hẳnh 2.4 trẳnh by hiằu ựng quang nhiằt cừa cĂc hÔt nano vọ vng và sỹ tông nhiằt ở nhữ mởt hm cừa thới gian tÔi I0 = 2, v Wcm GiÊ sỷ rơng quĂ trẳnh tông nhiằt ở gƠy bi sỹ hĐp thử cởng hững plasmon b· m°t cõa c§u tróc nano silica-v ng l ho n ton ởc lêp vợi sỹ nõng lản cừa cĂc mổ g khổng cõ cĂc hÔt nano vọ vng Do õ, T cõ th ữủc ữợc tẵnh bơng cĂch trứ dỳ liằu thỹc nghiằm hẳnh 2.3 Kát quÊ tẵnh số phị hđp tèt vỵi c¡c ph²p o thüc nghi»m 41 Hẳnh 2.3: ữớng cong sỹ nõng lản quang nhiằt cõa c¡c mỉ g sü thi¸u vng (a) v sỹ hiằn diằn (b) cĂc hÔt nano vọ Au dữợi Ănh sĂng NIR vợi cĂc cữớng ở laser khĂc [17] 42 Hẳnh 2.4: Sỹ tông nhiằt ở nông lữủng ữủc hĐp thử cừa cĂc hÔt nano vọ Au cĂc mău mổ g nhữ l hm cừa thới gian vợi cĂc cữớng ở laser khĂc [17] CĂc ữớng ựt nt tữỡng ựng vợi cĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát iÃu kiằn vợi cĂc php o tữỡng ÷ìng v τ = 200 s [49, 50] Theo t i liằu [45], sỹ tông nhiằt ở trÔng thĂi ờn nh cõ th ữủc ữợc tẵnh bơng cĂch sỷ dửng ∆T = 2∆Tmax Rs N Abeam ln ∆Tmax = â ∆Tmax quang tr¼nh, lopt , Rbeam Qabs I0 , 4kRs (2.4) l nhiằt ở cỹc Ôi bà mt cừa hÔt nano, Abeam 0.785 mm v Rbeam ≈ 0.5 Qabs ≈ 47400 nm èi vỵi c¡c thẵ nghiằm mổ g, ở hĐp thử l hằ sè dªp tt mol l 7.53 1010 M −1 cm l ở di mm tữỡng ựng l diằn tẵch vát sĂng v bĂn kẵnh chũm cĂc tham số khĂc l Rs ≈ 72.5 lopt nm v ≈ 0.015, , v ë d i quang tr¼nh l lopt ≈ 0.4 cm Thay tĐt cÊ cĂc tham số vo phữỡng trẳnh (2.4), nhi»t ë thay êi l ∆T ≈ 1.4, 2.8 v 4.2 o C tữỡng ựng vợi I0 = 2, v Wcm −2 Rã r ng l , mæ h¼nh n y mỉ t£ c¡c dú li»u thüc nghi»m tèt hỡn cĂc nghiản cựu trữợc Cõ ba im khĂc cỡ bÊn giỳa phữỡng phĂp tiáp cên ny v mổ hẳnh cừa Govorov ti liằu [45] Ưu tiản, mổ hẳnh Govorov coi nguỗn 43 ... cừa cĂc cĐu trúc nano bao gỗm cĂc hÔt nano cĐu trúc lói-vọ nhữ hoa nano, cĂc cĐu trúc nano phực hủp chựa graphene bao gỗm: graphene trản á khối, hÔt nano SiO2 bồc graphene v mởt mÔng ổ vuổng... loÔi Cõ rĐt nhiÃu yáu tố quyát nh án chuyn ởng cừa iằn tỷ kim loÔi nhữ sỹ khuyát thiáu mÔng tinh th (point defects), sỹ rối loÔn mÔng tinh th (dislocation), ở nhĂm cừa bà mt 14 vêt liằu, tữỡng... chuyn pha giỳa cĂc vũng nông lữủng phƯn lợn ch gƠy Ênh hững cho phƯn Êo cừa hm iằn mổi ối vợi kim loÔi vng, gƯn nhữ cÊ vũng Ănh sĂng nhẳn thĐy tứ 400 nm tợi 700 nm Ãu b Ênh hững Tuy nhiản vợi kim