Các ứng dụng của ferit spinen có kích thƣớc nanomét

Hạt nano ferit spinen niken cũng giống nhƣ một số hạt nano ferit spinen pha tạp khác đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và dƣới nhiều hình thức khác nhau. Ferit spinen niken có độ ổn định hóa học và độ cứng tƣơng đối cao (khi ép viên), là vật liệu từ mềm có lực kháng từ và từ dƣ thấp, độ từ thẩm, mômen từ bão hòa và điện trở suất cao nên ferit spinen đƣợc dùng để chế tạo lõi biến thế làm việc trong dải tần số cao, có thể từ 103 ÷ 107 Hz, ứng dụng trong các linh kiện điện tử, các linh kiện ứng dụng trong vi sóng, chất lỏng từ, ứng dụng trong ysinh, lƣu trữ thông tin mật độ cao, hấp thụ sóng điện từ, chất xúc tác, cảm biến nhạy khí, ….Dƣới đây chúng tôi chỉ trình bày một số ứng dụng tiêu biểu nhất trong rất nhiều ứng dụng đã nêu ở trên.

Hình 1.24 mô tả cấu tạo loa điện động ứng dụng chất lỏng từ .

36

Với ứng dụng nâng cao chất lƣợng loa điện động, chất lỏng từ giảm năng lƣợng tiêu thụ đến 35%. Hệ thống treo cuộn dây rung bằng chất lỏng từ làm tăng chất lƣợng âm, tăng hiệu suất biến âm và tuổi thọ cũng đƣợc nâng cao hơn.

Chất lỏng từ còn có thể dùng làm kín trục quay của các động cơ có tốc độ cao nhƣ bơm turbo phân tử. Với chất lỏng này, nó vừa có tác dụng bôi trơn nhƣ dầu lại vừa có tác dụng làm kín ổ trục của động cơ khi hoạt động nhờ vào các tính chất của hạt nano từ là siêu nhỏ và với tính chất siêu thuận từ có thể giảm tối đa ma sát giữa trục và ổ trục của động cơ (Hình 1.25).

Hình 1. 25. Chất lỏng từ làm kín ổ trục quay trong bơm chân không turbo [59].

Bên cạnh những ứng dụng phổ biến nhƣ trên, hạt nano ferit còn nhiều tiềm năng ứng dụng trong ysinh nhƣ phân tách và chọn lọc tế bào, truyền dẫn thuốc, tăng nhiệt cục bộ và tăng độ tƣơng phản cho ảnh chụp cộng hƣởng từ (MRI - Magnetic Rsonance Image) [36].

Phân tách tế bào sử dụng các hạt nano từ là một trong những phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng [85]. Các hạt từ tính đƣợc bao phủ bởi các chất hoạt hóa tƣơng tự các phân tử trong hệ miễn dịch đã có thể tạo ra các liên kết với các tế bào hồng cầu, tế bào ung thƣ, vi khuẩn … [107] (Hình 1.26).

37

Hạt nano từ tính có ứng dụng khi tính tƣơng hợp sinh học đƣợc gắn kết với thuốc điều trị. Lúc này hạt nano có tác dụng nhƣ một hạt mang. Thông thƣờng hệ thuốc/hạt tạo ra một chất lỏng từ và đi vào cơ thể thông qua hệ tuần hoàn. Khi các hạt đi vào mạch máu, ngƣời ta dùng một từ trƣờng ngoài rất mạnh để tập trung các hạt vào một vị trí nào đó trên cơ thể. Hình 1.27 mô tả cơ chế truyền dẫn thuốc bằng các hạt nano từ đến tế bào.

Hình 1. 27. Cơ chế truyền dẫn thuốc và ADN đến tế bào [111].

Phƣơng pháp tăng thân nhiệt cục bộ ở các tế bào ung thƣ mà không ảnh hƣởng đến các tế bào bình thƣờng là một trong những ứng dụng quan trọng khác của hạt nano từ tính [107] (Hình 1.28).

38

Nguyên tắc hoạt động là các hạt nano từ tính có tính siêu thuận từ đƣợc phân tán trong các mô mong muốn sau đó tác dụng một từ trƣờng xoay chiều bên ngoài đủ lớn về cƣờng độ và tần số để làm cho các hạt nano tạo ra nhiệt độ khoảng 42 °C trong khoảng 30 phút là có thể đủ để tiêu diệt các tế bào ung thƣ.

Hình 1. 29. Tăng chất lượng ảnh chụp máy cộng hưởng từ [94].

Hạt nano từ ferit Ni còn có thể ứng dụng làm tăng độ tƣơng phản ảnh chụp trong máy chụp cộng hƣởng từ [78]. Nếu nhiệt độ chuyển pha siêu thuận từ của ferit Ni pha tạp ở gần nhiệt độ phòng sẽ làm tăng độ nhạy của thuốc dẫn đến tăng độ tƣơng phản với từ trƣờng ngoài (Hình 1.29).