Thông tin tài liệu
BË GIO DƯC V O TO TR×ÍNG I HÅC S× PHM H NËI ======*****====== É CH NGHA MỈ HNH Lị THUYT V Mặ PHNG TNH CHT PLASMONIC CếA MậT SÈ CU TRĨC NANO ÙNG DƯNG TRONG QUANG NHIT V CM BIN SINH HC Chuyản ngnh: Vêt lỵ lỵ thuyát v Vêt lỵ toĂn M số: 44 01 03 LUN N TIN S VT Lị Ngữới hữợng dăn 1: TS ộ Th Nga Ngữới hữợng dăn 2: PGS.TS Chu Viằt H H NậI - 2020 Lới cÊm ỡn Trữợc trẳnh by nởi dung chẵnh cừa bÊn luên Ăn, tổi xin by tọ lỏng biát ỡn sƠu sưc án TS ộ Th Nga, ngữới  trỹc tiáp tên tẳnh hữợng dăn tổi suốt quĂ trẳnh hồc têp, nghiản cựu v hon thnh luên Ăn ny Xin ữủc gỷi líi c£m ìn ¸n PGS TS Chu Vi»t H , TS Phan ực Anh  giúp ù v cõ nhiÃu ỵ kián õng gõp quĂ trẳnh nghiản cựu thỹc hiằn luªn ¡n cõa tỉi Tỉi cơng xin b y tä láng biát ỡn chƠn thnh tợi ton th cĂc thƯy cổ thuởc tờ Vêt lỵ lỵ thuyát, Khoa Vêt lỵ, Trữớng Ôi hồc Sữ phÔm H Nởi  truyÃn thử cho tổi nhỳng kián thực chuyản mổn vỳng vng vợi nhỳng kinh nghiằm vổ quỵ giĂ, hộ trủ cỉng t¡c håc vư cho tỉi st thíi gian ữủc hồc têp v thỹc hiằn à ti Xin ữủc gỷi lới cÊm ỡn chƠn thnh án Ban GiĂm hiằu v cĂc ban chực nông Trữớng Ôi hồc Sữ phÔm H Nởi nỡi tổi ang cổng tĂc,  tÔo mồi iÃu kiằn tổi hon thnh viằc hồc têp v nghiản cựu suốt cĂc nôm qua NhƠn dàp n y, tỉi xin gûi líi c£m ìn s¥u sc nhĐt tợi nhỳng ngữới thƠn gia ẳnh v ton th bÔn b, ỗng nghiằp  luổn ừng hở ởng viản v hộ trủ và mồi mt tổi vữủt qua nhỳng khõ khôn quĂ trẳnh hon thnh luên Ăn cừa mẳnh TĂc giÊ luên Ăn ộ Chẵ Nghắa i Líi cam oan Tỉi xin cam oan luªn ¡n ny 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 é Thà Nga v cëng sü TS Phan ùc Anh CĂc 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 Ngh¾a ii Mưc lưc Líi c£m ìn i Líi cam oan ii Danh mưc c¡c vi¸t tt vi Danh sĂch 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 i»n 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 c¦u 1.3 Lỵ thuyát cỡ b£n cho vi»c l m nâng h» theo cì ch¸ plasmon 1.3.1 27 28 Sü nâng l¶n cõa dung dàch 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 håc Hi»u ùng quang nhi»t h» nano lãi-vä 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 cĂc hÔt hoa nano Ag@Fe3 O4 49 Kát luên 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 ở dăn quang cừa graphene 57 3.2 H§p thư quang håc cõa graphene 62 3.3 Kát quÊ tẵnh số v thÊo luªn 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 Phờ 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 c§u tróc nano phùc hđp chùa graphene 80 4.4 Kát luên 83 Kát luên 84 Danh mửc cổng tr¼nh cõa t¡c gi£ 86 T i li»u tham kh£o 87 Danh mửc cĂc chỳ viát tưt Viát tưt Tản Ưy õ 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 ë (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 v 1.1 PhƯn thỹc v phƯn Êo cừa hm 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 håa hÔt nano cƯu cõ bĂn kẵnh () 1.4 R 15 cõ hơng số iằn mổi t mổi trữớng cõ h¬ng sè i»n mỉi 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 phê dªp tt (m u ä), phê t¡n xÔ (mu xanh) v phờ hĐp thử (mu en) cừa que nano v ng (elip thon d i) vỵi c¡c t¿ l» t÷ìng quan giúa hai trưc cõa elip l 2.1 ( ÷íng liÃn nt) v 3.0 ( ữớng chĐm) ữủc tẵnh toĂn sỷ dửng lỵ thuyát Gans vợi hơng số iằn mổi cừa mỉi tr÷íng ÷đc chån l 2.25 [24] 1.7 24 Phê hĐp thử quang hồc cừa porphyrin H2 TPyP nữợc vỵi εwater = 1.77, CHCl3 vỵi εCHCl3 = 2.07 v mởt 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 Sỡ 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 c¡c mỉ g sü thi¸u vng (a) v sü hiằn 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 vọ khĂc viii = 2.25) vợi 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 cỡ s cừa mÔng Bravais graphene (b) CĂc vectỡ ổ cỡ s cừa mÔng Êo v vũng Brillouin thự nh§t cõa graphene [86] 3.2 Phê hĐp thử vuổng gõc cừa graphene tỹ vợi (a) cĂc nông lữủng Fermi khĂc = 0, lữủng vũng cĐm khĂc 3.3 v (b) cĂc gi¡ trà n«ng EF = gi¡ tr nông lữủng vũng cĐm khĂc 66 Phê h§p thư vng gâc cừa graphene ỡn lợp trản nÃn SiO2 giĂ tr nông lữủng vũng cĐm khĂc = 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 khĂc 3.5 64 Phờ hĐp thử vuổng 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 lĂ cƠy) vợi cĂc thá hõa hồc khĂc CĂc ữớng liÃn nt v ữớng ựt nt lƯn lữủt tữỡng ùng 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 c§u 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 lỵp 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 s , yn (ks Rs ) yn (km Rs ) 0 Φn (ks Rs ) Φn (km Rs ) ε s (2.2) m Rc v Rs lƯn lữủt tữỡng ùng l b¡n k½nh v b¡n k½nh ngo i cõa cĂc cĐu trúc nano lói-vọ, cƯu loÔi 1, Vn v Un l c¡c ành thùc, 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 hm RiccatiBessel UnT E v VnT E thu ữủc bơng cĂch thay thá cĂc hm iằn mổi phữỡng trẳnh (2.2) th nh ë tø th©m C¡c h m i»n mỉi cõa lói, vọ v mổi trữớng xung quanh (nữợc) cừa hÔt nano lãi vä t÷ìng ùng l εc , εs v εm = 1.77 Sè sâng l √ ki = 2π i / bữợc sõng cừa Ănh sĂng tợi chƠn khỉng 36 vỵi i = s, c, v m λ l Trong phƯn ny, chúng tổi s trẳnh by kát quÊ quang phờ hồc thu ữủc cho hÔt nano cƯu lói SiO2 ữủc bồc bi lợp vọ vng  ữủc cæng bè bði Vu T T Duong et al [17] Trong c¡c t½nh to¡n, h m i»n mỉi cõa SiO2 (εc ) ữủc lĐy tứ ti liằu [31], õ h m i»n mỉi cõa Au(εs ) ÷đc mỉ t£ bði mổ hẳnh Lorentz-Drude vợi mởt vi dao ởng tỷ iÃu 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 c¡c h» sè 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 số vF B l vªn tèc Fermi cõa v ng, v Γ0 ≡ Γ0 + BvF /(Rs − Rc ), l tham sè °c tr÷ng cho quĂ trẳnh tĂn xÔ lợp vêt liằu kim loÔi GiĂ tr cừa iÃu chnh giĂ tr cừa tham số B õ B ữủc 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 ÷đc chån 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 gƯn 836 nm Cõ sỹ phũ hủp tuyằt với giỳa phờ hĐp thử ữủc ữa bi thỹc nghiằm v lỵ thuyát Mie cho cĐu trúc nano vợi lói silica 128 nm v ở d y vä 16 nm Sü kh¡c giúa t½nh to¡n 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 cởng hững plasmon b· m°t l÷ïng cüc mode tù cüc chu trĂch nhiằm cho vai gƯn 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 ngo i t÷ìng ùng l 64 v 80 nm [17] nhi»t 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 Liằu phĂp quang nhiằt phử thuởc vo cĂc hnh 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 bo ung thữ cõ thº bà ph¡ hõy ð nhi»t ë tr¶n 43 38 o C [39, 40] °c t½nh phư thc khỉng thuªn nghàch cõa protein theo nhi»t ë º gi£m sü t©y trng quang (photobleaching) v ph¡ hõy quang cõa c¡c sinh vêt, nguỗn Ănh sĂng NIR l cỹc ký hỳu ½ch nh÷ cỉng cư cho li»u ph¡p quang nhi»t nh sĂng NIR b hĐp thử ẵt v Ơm xuyản qua c¡c mỉ m khỉng ph¡ hõy nhi·u K¸t qu£ l c¡c vịng b»nh câ thº bà ti¶u di»t khu tró m khổng Ênh hững án cĂc tá bo khọe mÔnh DÊi bữợc sõng laser ữủc sỷ dửng liằu phĂp quang nhiằt nơm khoÊng tứ 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 sĂng cừa cĂc cĐu tróc nano v ng m cán gi£i phâng nhi»t mët c¡ch hiằu quÊ Sỹ phĂt trin cừa 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 v o º mæ t£ chuyºn êi quang nhi»t plasmonic v ữa cĂch m cĂc yáu tố quan trồng tĂc ởng lản mău nhiằt Trong cĂc ti liằu [44, 47], cĂc tĂc giÊ Â 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 th½ch th nh cỉng sü phư thc ành t½nh cõa nhi»t 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 bèi c£nh n y, Govorov v v c¡c cëng sü [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  bä qua vai trá 39 truy·n nhi»t h» thèng 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 tẵch T (t) = T0 + (Tmax − T0 )e−Bt cho nhi»t ë phö thuởc thới gian tữỡng ựng m v tưt kẵch 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 c¡c tham sè chùa 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 cùu [17], c¡c t¡c gi£ th¶m v o c¡c t¡c ëng cừa mổi trữớng truyÃn dch (medium perfusion) lản quĂ trẳnh truyÃn nhiằt mổ sinh hồc phữỡng trẳnh khuách tĂn nhiằt chuân cừa mổ hẳnh cừa Govorov phĂt triºn mët mỉ h¼nh ìn gi£n kh£o s¡t hi»u ùng quang nhiằt cừa cĂc hÔt nano lói-vọ silica-vng ữủc tiảm v o c¡c mỉ g , ð â £nh h÷ðng cõa mỉi trữớng truyÃn dch khổng th bọ qua CĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát phũ hủp rĐt tốt vợi cĂc o Ôc thỹc nghiằm cừa bián thiản nhiằt ở tÔi cĂc cữớng ë laser kh¡c Ph÷ìng ph¡p n y câ thº cung cĐp dỹ oĂn nh lữủng tốt cho nhiằt ở phử thuởc thới gian cừa cĂc thẵ 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 vũng cỷa sờ trà li»u Do â, ¡nh s¡ng laser câ thº 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 , õ N I0 l số hÔt l cữớng ở chiáu sĂng Mêt ở l số hÔt nano ữủc tiảm chia cho th tẵch cừa mổ g é Ơy, tĂc giÊ cụng giÊ nh 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 nhiằt sinh hồc Pennes hằ tồa ở cƯu (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 thº t½ch cõa mỉ g Nhi»t ë phư thc v o thới gian cừa cĂc mău mổ g cõ v khổng cõ cĂc cĐu trúc nano lói vọ ữủc th hiằn hẳnh 2.3 Trong o Ôc, cĂc thẵ nghiằm ữủc ti¸n h nh ð 22 o C C£ khèi mỉ g ữủc nõng lản v Ôt án trÔng thĂi ờn nh sau kho£ng k½ch th½ch, tt ¡nh 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 −2 biºu hi»n ành t½nh v ành 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, κ = 1.4310−7 −1 m s k = 0.6 W / m Sü hi»n di»n cõa cĂc hÔt nano vọ Au tÔo nhiÃu nhiằt hỡn cĂc mău thẵ nghiằm Ênh hững ró rằt cõa sü l m nâng plasmonic H¼nh 2.4 tr¼nh b y hi»u 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 bà mt cừa cĐu trúc nano silica-vng l hon ton ởc lêp vợi sü nâng l¶n cõa c¡c mỉ g khỉng câ c¡c 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 phũ hủp tốt vợi cĂc php o thỹc nghiằm 41 Hẳnh 2.3: ữớng cong sü nâng l¶n quang nhi»t cõa c¡c mỉ g sü thi¸u vng (a) v sü hi»n di»n (b) cĂc hÔt nano vọ Au dữợi Ănh sĂng NIR vợi c¡c c÷íng ë laser kh¡c [17] 42
Ngày đăng: 19/04/2023, 16:24
Xem thêm:
