1.4.1. Phương pháp đồng kết tủa.
Trong phương pháp kết tủa từ dung dịch, khi nồng độ của chất đạt đến một trạng thái bão hòa tới hạn, trong dung dịch sẽ xuất hiện đột ngột những mầm kết tụ. Các mầm kết tụ đó sẽ phát triển thông qua quá trình khuếch tán của vật chất, từ dung dịch lên bề mặt của các mầm cho đến khi mầm trở thành hạt nano. Để thu được hạt có độ đồng nhất cao, người ta cần phân tách hai giai đoạn hình thành mầm và phát
17
triển mầm. Trong quá trình phát triển mầm, cần hạn chế sự hình thành của những mầm mới. Các phương pháp sau đây là những phương pháp kết tủa từ dung dịch: đồng kết tủa, nhũ tương, polyol...
Phương pháp đồng kết tủa là một trong những phương pháp thường
được dùng để tạo các hạt ô xít sắt. Trong đó Fe(OH)2 bị ôxi hóa với một số tác nhân
ôxi hóa khác nhau hoặc tạo hạt từ Fe2+ và Fe3+ trong dung môi nước, khi ta thêm vào
dung dịch bazơ như NaOH hoặc NH4OH. Thêm vào đó, việc điều chỉnh độ pH và
nồng độ ion trong môi trường kết tủa có thể điều khiển được kích thước trung bình của các hạt. Độ pH và nồng độ ion trong môi trường kết tủa tăng lên sẽ làm cho kích thước hạt giảm xuống. Hai thông số đó tác động lên thành phần và điện tích bề mặt. Phương pháp này thường được sử dụng để chế tạo các hạt nano từ có độ tương thích sinh học cao rất thích hợp cho các ứng dụng y sinh học.
Mặc dù phương pháp đồng kết tủa rất đơn giản, nhưng nó có các bất lợi khó điều khiển kích thước và sự phân bố hạt, kết tủa xảy ra rất nhanh các hạt kết tụ rất mạnh. Các hạt kết tụ này làm hạn chế khả năng ứng dụng tiếp theo, do đó đòi hỏi phải có sự biến đổi bề mặt. Sự cải biến này cho phép tổng hợp các hạt với sự có mặt
của các chất phủ bề mă ̣t có tính tương thích sinh học.
1.4.2. Phương pháp bao phủ các hạt nano từ tính trong nền chất vô cơ.[1]
Để điều khiển tính chất từ của các hạt nano, người ta thường chế tạo
các composite trên nền vật liệu vô cơ mà phổ biến nhất là nền silica (SiO2). Trong
trường hợp này, silica là môi trường phân tán của các hạt siêu thuận từ. Khi đó, từ tính của hệ có thể được điều khiển bởi một quá trình nung nóng đơn giản. Một ưu điểm khác của cấu trúc composite này là sự có mặt của các nhóm silic trên bề mặt các hạt nano, cho phép phản ứng một cách dễ dàng với các nhóm rượu và các tác nhân liên kết silic, để tạo ra sự phân tán không chỉ ổn định trong các dung dịch không chứa nước, mà còn tạo cơ sở cho các liên kết đồng hóa trị của các sự kết hợp đặc biệt. Thêm vào đó, bề mặt silica tạo ra sự phân tán có độ ổn định cao của các hạt ngay cả khi có tỉ lệ thể tích lớn, làm thay đổi pH hoặc nồng độ chất điện phân.
Cơ chế hình thành các hạt -Fe2O3 hình cầu rỗng, trên nền SiO2 bằng
phương pháp nhiệt phân pha hơi, của dung môi methanol chứa ammonium citrate sắt và tetraethoxysilane. Trong giai đoạn đầu tiên, sự bốc bay rất nhanh của dung dịch methanol, tạo điều kiện thuận lợi cho sự kết tủa trên bề mặt các giọt chất lỏng ban đầu. Do ammonium citrate sắt có độ hòa tan thấp hơn TEOS, nên quá trình kết tủa trên bề mặt trong giai đoạn này chủ yếu xảy ra đối với muối sắt. Trong giai đoạn thứ hai, sự hụt cân liên tục của muối sắt đã làm giàu chất TEOS chứa silica ban đầu ở trên bề mặt. Ở giai đoạn thứ ba, quá trình nhiệt phân các chất ban đầu tạo ra sản phẩm là các hình cầu -Fe2O3 rỗng trên nền silica.