Thông tin tài liệu
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 lới cÊm ỡn án PGS TS Chu Vi»t H , TS Phan ùc Anh ¢ gióp ï v cõ nhiÃu ỵ kián õng gõp quĂ trẳnh nghiản cựu thỹc hiằn luên Ăn cừa tổi Tổi cụng xin by tọ lỏng 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 mỉn vúng v ng cịng vỵi nhúng kinh nghi»m vỉ cịng quỵ giĂ, hộ trủ cổng tĂc hồc vử cho tổi suốt thới 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 dp ny, tổi xin gỷi lới cÊm ỡn sƠu sưc nhĐt tợi nhỳng ngữới thƠn gia ẳnh v ton th bÔn b, ỗng nghiằp  ln õng hë ëng vi¶n v trđ v· måi mt tổi vữủt qua nhỳng khõ khôn quĂ trẳnh hon thnh luên Ăn cừa mẳnh TĂc giÊ luên Ăn ộ Chẵ Nghắa i Lới cam oan Tổi xin cam oan luên Ăn 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 Thà Nga v PGS TS Chu Vi»t H C¡c k¸t 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 to n ph¦n cho h» lãi vä trán tuy»t èi v cĂch xỷ lỵ cho hằ lói vọ cõ bà mt nhĂm, kát quÊ nghiản cựu thu ữủc cho phờ hĐp thö cõa c¡c hoa nano (nanoflowers) Ag@Fe3 O4 v · 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 dưng cõa ¡nh s¡ng laser, ÷đc tỉi thüc hi»n cịng ngữới hữợng dăn TS ộ Th Nga v cởng sỹ TS Phan ực 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 hi»n còng TS Phan ùc Anh, TS é Thà Nga, GS Vụ ẳnh LÂm v GS Katsunori Wakabayashi TĂc giÊ luên Ăn ộ Chẵ Nghắa ii Mửc lửc Lới cÊm ìn i Líi cam oan ii Danh mưc c¡c viát tưt 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 iằn mổi 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 viằc lm nõng hằ theo cỡ chá plasmon 1.3.1 27 28 Sỹ nõng lản cừa dung dch têp th hÔt nano plasmonic dữợi t¡c dưng cõa tr÷íng i»n tø 1.4 22 Sü nâng lản cừa ỡn hÔt nano dữợi tĂc dửng cừa trữớng i»n tø 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 lỵp 35 2.1.1 35 2.1.2 Lỵ thuy¸t Mie cho phê quang håc Hi»u ùng quang nhi»t hằ nano lói-vọ dữợi tĂc dửng cừa laser hỗng ngoÔi 2.2 Tẵnh chĐt plasmonic v ùng su§t quang nhi»t cõa h» hoa nano 2.2.1 38 44 Lỵ thuyát Mie cho phờ quang hồc cừa hÔt hoa nano Ag@Fe3 O4 45 Sực công nhiằt cừa cĂc hÔt hoa nano Ag@Fe3 O4 49 Kát luên 53 2.2.2 2.3 T½nh 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 K¸t qu£ tẵnh số v thÊo luên 63 3.3.1 Phê h§p thư cõa graphene tü 63 3.3.2 Phê h§p thư cõa 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 Giợi thiằu 4.2 Tẵnh chĐt plasmonic v phƠn bố nhiằt cĐu trúc nano phực hủp chùa graphene 4.3 73 74 Kát quÊ tẵnh số cho phƠn bố nhiằt cĐu trúc nano phực hủp chựa graphene 80 4.4 Kát luên 83 Kát luên 84 Danh mưc cỉng tr¼nh cõa t¡c gi£ 86 T i li»u tham kh£o 87 Danh mưc c¡c vi¸t tt Viát tưt Tản Ưy ừ SPR Cởng hững plasmon bà 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 v 1.1 PhƯn thỹc 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 Hm iằn mổi ữủc v bơng viằc sỷ dửng cĂc 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 ε(ω) 1.4 R 15 câ h¬ng sè i»n mỉi °t mổi trữớng cõ hơng số iằn mổi m 19 Quang phê dªp tt cừa hÔt keo nano vng 50 nm nữợc ( ữớng mu ọ) ữủc so sĂnh phũ hủp nhĐt vợi lỵ thuy¸t 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 (mu ọ), phờ tĂn xÔ (mu xanh) v phờ hĐp thö (m u en) cõa que nano v ng (elip thon d i) vợi cĂc t lằ tữỡng quan giỳa hai trửc cừa elip l 2.1 ( ữớng liÃn nt) v 3.0 ( ữớng chĐm) ữủc tẵnh toĂn sỷ dửng lỵ thuyát Gans vợi hơng sè i»n mỉi cõa mỉi tr÷íng ÷đc chån l 2.25 [24] 1.7 24 Phê h§p thư quang håc cõa porphyrin H2 TPyP nữợc vợi water = 1.77, CHCl3 vợi CHCl3 = 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 mỉi 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 Sü t«ng 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 ngoi tữỡng ựng l 64 v 80 nm [17] 2.3 38 ữớng cong sỹ nõng lản quang nhi»t cõa c¡c mỉ g sü thi¸u vưng (a) v sỹ hiằn diằn (b) cĂc hÔt nano vọ Au dữợi Ănh sĂng NIR vợi cĂc cữớng ở laser kh¡c [17] 2.4 42 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 ë laser kh¡c [17] C¡c ÷íng ùt n²t t÷ìng ựng vợi cĂc tẵnh toĂn lỵ thuyát iÃu kiằn vợi cĂc php o tữỡng ữỡng v = 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 Ti¸t 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) vỵi 48 2.8 ng suĐt xuyản tƠm ngoi theo khoÊng cĂch tứ tƠm cừa hoa nano Ag@Fe3 O4 vợi cĂc ữớng k½nh kh¡c 3.1 52 (a) CĐu trúc ổ cỡ s cừa mÔng Bravais graphene (b) CĂc vectỡ ổ cỡ s cừa mÔng Êo v vịng Brillouin thù nh§t cõa graphene [86] 3.2 Phê h§p thư vng gâc cõa graphene tỹ vợi (a) cĂc nông lữủng Fermi khĂc = 0, lữủng vũng cĐm khĂc 3.3 v (b) c¡c gi¡ trà n«ng EF = giĂ tr nông lữủng vũng cĐm khĂc ð 66 Phê hĐp thử vuổng gõc cừa graphene ỡn lợp trản nÃn SiO2 giĂ tr nông lữủng vũng cĐm khĂc ∆ = 0, v (b) c¡c EF = 67 Phê h§p thư cõa hÔt nano SiO2 ữủc bồc graphene cõ bĂn kẵnh hÔt 3.6 ∆ = 0, v (b) c¡c 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 t÷ìng ùng 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 ( ọ), 50 (cam) v 80 nm (xanh lĂ cƠy) vợi cĂc thá hõa håc kh¡c C¡c ÷íng li·n n²t v ÷íng ùt nt lƯn lữủt tữỡng ựng vợi 4.1 EF = v 0.5 eV (a) H» graphene nh¼n tứ trản xuống v (b) nhẳn theo mt cưt ngang vợi cĂc thổng số cĐu trúc 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 iằn mổi mọng vợi ~ −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 ờn nh, theo ỡn v 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 Sü ph¥n bè nhi»t ë tông lản hằ trÔng thĂi ờn nh, theo ìn Kelvin, vỵi h» phùc hđp graphene câ (a) κ2 = 0.6 W/m/K , W/m/K (b) κ2 = 1.2 W/m/K , N =3 v (c) v κ2 = 2.0 dữợi tĂc dửng cừa Ănh sĂng laser hỗng ngoÔi 82 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 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 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 th©m C¡c h m i»n mỉi cõa lãi, vä v mỉi trữớng xung quanh (nữợc) cừa hÔt nano lói vọ tữỡng ùng l εc , εs v εm = 1.77 Sè sõng 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, 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 cổng bố bi Vu T T Duong et al [17] Trong c¡c t½nh to¡n, hm iằn mổi cừa SiO2 (c ) ữủc lĐy tứ t i li»u [31], â h m i»n mæi cõa Au(s ) ữủc mổ tÊ bi mổ hẳnh Lorentz-Drude vợi mët v i dao ëng tû i·u háa [32] X fj ωP2 f0 ωP2 + εs = − ω − iωΓ0 j=1 ωj2 − ω + iωΓj Ơy, v j f0 v fj l cĂc cữớng ë dao ëng, ωP (2.3) l t¦n sè plasma cõa vng, 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 ch¿nh 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 i·u ch¿nh gi¡ trà cõa tham sè B â 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 sü phị hđp tèt 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 lãi silica 128 nm v ë d y vä 16 nm Sỹ khĂc 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 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 ngoi tữỡng ựng l 64 v 80 nm [17] nhi»t mỉi tr÷íng 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 h÷ðng tø Li»u ph¡p quang nhi»t phư thc v o c¡c 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 th b phĂ hừy ð nhi»t ë tr¶n 43 38 o C [39, 40] c tẵnh phử thuởc khổng thuên nghch cừa protein theo nhi»t ë º gi£m sü t©y trng quang (photobleaching) v phĂ hừy quang cừa cĂc sinh vêt, nguỗn Ănh sĂng NIR l cỹc ký hỳu ẵch nhữ cổng cử cho li»u ph¡p quang nhi»t nh s¡ng NIR bà h§p thử ẵt v Ơm xuyản qua cĂc mổ m khổng ph¡ hõy nhi·u K¸t qu£ l c¡c vịng b»nh câ th b tiảu diằt khu trú 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 sè n y ÷đc coi l cûa sê sinh håc 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 trúc nano vng m cán gi£i phâng nhi»t mët c¡ch hi»u qu£ Sü ph¡t 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 nh¥n chuyºn êi quang nhi»t NIR hi»u qu£ C¡c mỉ hẳnh lỵ thuyát  ữủc ữa vo mổ tÊ chuyºn êi quang nhi»t plasmonic v ÷a c¡ch m cĂc yáu tố quan trồng tĂc ởng lản mău nhiằt Trong c¡c 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 ành Tmax v o ¡nh s¡ng laser k½ch th½ch v ë 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 tẵch 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 vo cĂc tĂc ởng cừa mổi trữớng truyÃn dch (medium perfusion) lản quĂ trẳnh truyÃn nhiằt mổ sinh hồc phữỡng trẳnh khuách tĂn nhiằt chuân cừa mỉ h¼nh cõa Govorov º ph¡t triºn mët mỉ h¼nh ìn gi£n kh£o s¡t hi»u ùng quang nhi»t cõa c¡c hÔt nano lói-vọ silica-vng ữủc tiảm vo cĂc mổ g, ð â £nh h÷ðng cõa mỉi tr÷íng truy·n dàch khỉng 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 ở laser khĂc Phữỡng phĂp ny cõ th cung cĐp dỹ oĂn nh l÷đng tèt cho nhi»t ë phư thc thíi gian cõa 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 vòng cûa sê trà li»u Do â, Ănh sĂng 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 su§t chuyºn êi ¡nh s¡ng th nh nhi»t 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 n«ng 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 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) g¥y bði hi»u ùng quang nhi»t cõa vêt liằu vng ữủc mổ tÊ lỵ thuyát bi phữỡng tr¼nh truy·n nhi»t sinh håc Pennes h» tåa ë 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 th tẵch cừa mổ g Nhi»t ë phư thc v o thíi gian cõa c¡c 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 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% c¡c mỉ g Nhúng ph¡t hi»n n y cho th§y rơng cĂc Ôi lữủng vêt lỵ cừa cĂc mău mổ g l rĐt giống vợi nữợc / K, = 1.4310−7 −1 m s k = 0.6 W / m Sỹ hiằn diằn cừa cĂc hÔt nano vọ Au tÔo nhiÃu nhiằt hỡn cĂc mău thẵ nghi»m £nh h÷ðng rã r»t cõa sü l m nâng plasmonic H¼nh 2.4 tr¼nh b y hi»u ùng quang nhi»t cõa cĂc hÔt nano vọ vng và sỹ tông nhiằt ở nhữ mởt hm cừa thới gian tÔi I0 = 2, v Wcm −2 Gi£ sû r¬ng qu¡ 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 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 phũ hủp tốt vợi cĂc php o thỹc nghiằm 41 Hẳnh 2.3: ữớng cong sỹ nõng lản quang nhi»t 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 t÷ìng ÷ìng v τ = 200 s [49, 50] Theo ti liằu [45], sỹ tông nhiằt ở trÔng thĂi ờn nh cõ th ữủc ữợc tẵnh bơng cĂch sỷ döng ∆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 vợi cĂc thẵ nghiằm mổ g, ở hĐp thử l h» sè dªp tt mol l 7.53 1010 M −1 cm −1 l ë d i mm t÷ìng ùng l diằn tẵch vát sĂng v bĂn kẵnh chũm cĂc tham sè kh¡c l Rs ≈ 72.5 lopt nm v ≈ 0.015, , v ë d i quang tr¼nh l lopt ≈ 0.4 cm Thay t§t c£ c¡c tham sè v o phữỡng trẳnh (2.4), nhiằt ở thay ời l T 1.4, 2.8 v 4.2 o C tữỡng ựng vợi I0 = 2, v Wcm −2 Rã r ng l , mỉ h¼nh n y mỉ t£ c¡c dú li»u thüc nghiằm tốt 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
Ngày đăng: 24/04/2023, 12:38
Xem thêm:
