Song song với cỏc nghiờn cứu về tớnh chất, cỏc nghiờn cứu về cụng nghệ chế tạo nhằm nõng cao tớnh chất từ của cỏc hạt nano Fe3O4 cũng là mối quan tõm rất lớn của cỏc nhà khoa học. Tựy theo từng yờu cầu ứng dụng người ta cú thể điều chế cỏc hạt nano từ tớnh trong vựng kớch thước siờu nhỏ (untra- small size), siờu thuận từ (superparamagnetic size), vựng kớch thước lớn hàng chục nano một bằng nhiều phương phỏp vật lý húa học khỏc nhau. Để ứng dụng trong y sinh, hạt nano từ thường được chế tạo theo cỏc phương phỏp húa học. Một số phương phỏp hiện nay đang được sử dụng trong cỏc phũng thớ nghiệm của Việt Nam cũng như trờn thế giới cú thể kể đến như sau: phương phỏp đồng kết tủa, phương phỏp vi nhũ tương, phương phỏp nhiệt phõn, phương phỏp thủy phõn, phương phỏp húa siờu õm…. Trong cỏc phương phỏp trờn, đồng kết tủa là một phương phỏp đơn giản, chi phớ thấp. Hạt nano Fe3O4
khi được chế tạo bằng phương phỏp này, bề mặt của chỳng cú bao phủ một lớp – OH, đõy là một nhúm chức quan trọng trong việc tạo liờn kết với cỏc chất hoạt húa bề mặt cần thiết để tổng hợp chất lỏng từ cho cỏc ứng dụng sinh học.
Hạt nano Fe3O4 lần đầu tiờn được tổng hợp theo phương phỏp đồng kết tủa được thực hiện bởi nhúm tỏc giả Massart [131]. Theo nhúm tỏc giả này, cỏc hạt nano Fe3O4 được tạo ra bằng cỏch kết tủa dung dịch muối FeCl2 và
FeCl3 trong mụi trường kiềm cho kớch thước 8 nm. Nghiờn cứu này cho thấy cỏc yếu tố như: mụi trường kiềm, độ pH, và tỷ lệ Fe2+/Fe3+ ảnh hưởng tới kớch thước và độ phõn tỏn của hạt; tựy vào từng điều kiện phản ứng cú thể thu được hạt cú kớch thước từ 4,2 nm đến 16,6 nm; ảnh hưởng của chất hữu cơ (ion citrate) lờn kớch thước hạt nano Fe3O4 cũng được khảo sỏt, khi tăng lượng ion citrate, cỏc hạt nano bọc citrate giảm từ 8 nm xuống 3 nm. Trong phương phỏp đồng kết tủa, tỷ lệ Fe2+/Fe3+ là yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quỏ trỡnh tổng hợp hạt nano từ. Jolivet đó nghiờn cứu ảnh hưởng của tỷ lệ x = Fe2+/Fe3+ lờn thành phần, kớch thước, hỡnh dỏng cũng như tớnh chất từ của hạt nano kết tủa. Khi tỷ lệ Fe2+/Fe3+ nhỏ, sản phẩm tạo ra cú dạng oxit sắt ngậm nước. Với x = 0,3 ngoài pha Fe3O4 cũn tồn tại pha hydroxit của sắt. Với x = 0,5 cỏc hạt tạo ra đơn pha Fe3O4 và tương đối đồng nhất.
Nồng độ ion hay lực ion của mụi trường kết tủa cũng là yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng nhiều đến quỏ trỡnh tổng hợp hạt nano từ. Khi lực ion lớn cựng với pH của dung dịch kết tủa cao, mẫu hạt thu được cú kớch thước nhỏ nhưng lại cú phõn bố rộng. Qiu và cộng sự [156] đó khảo sỏt ảnh hưởng của lực ion lờn sự hỡnh thành pha Fe3O4. Cỏc mẫu hạt được chế tạo trong mụi trường cú thờm muối NaCl nồng độ 1 M, kớch thước hạt thu được là 1,5 nm nhỏ hơn so với hạt chế tạo tương tự
nhưng khụng cú muối. Một số nghiờn cứu khỏc cũng chỉ ra rằng kớch thước hạt nano từ cũn phụ thuộc vào một số yếu tố khỏc như: tốc độ khuấy trộn của dung dịch hay tốc độ nhỏ giọt [132]. Hiện nay, phương phỏp đồng kết tủa vẫn tiếp tục là một trong những phương phỏp được sử dụng nhiều nhất trong cỏc nghiờn cứu chế tạo hạt nano Fe3O4 ứng dụng trong y sinh (hỡnh 1.15). Theo thống kờ của nhúm tỏc giả Morteza [141] năm 2011, phương phỏp đồng kết tủa vẫn chiếm 27% trờn tổng số cỏc
phương phỏp chế tạo hạt nano từ. Cũng theo nhúm tỏc giả này, một trong những chỡa khúa quan trọng để tạo ra cỏc hạt nano cú kớch thước nhỏ và độ
Hỡnh 1.15. Biểu đồ mụ tả tỷ lệ sử
dụng cỏc phương phỏp húa trong chế
tinh thể cao là sự điều khiển quỏ trỡnh phỏt triển mầm tinh thể. Quỏ trỡnh này phụ thuộc nhiều vào cỏc điều kiện thớ nghiệm như: nồng độ, nhiệt độ, độ pH... Do đú, cỏc nghiờn cứu nhằm tỡm ra hạt nano từ cú mụmen từ bóo hũa cao, độ tinh thể tốt ở kớch thước nhỏ vẫn được tiếp tục thực hiện.
Với phương phỏp chế tạo đơn giản và chi phớ thấp, đồng kết tủa là sự lựa chọn của nhiều phũng thớ nghiệm trờn thế giới cũng như ở Việt Nam. Tại Việt nam, cỏc nghiờn cứu trờn hạt nano Fe3O4 cũng nhận được sự quan tõm của nhiều nhà khoa học. Những nghiờn cứu đầu tiờn được thực hiện tại Trung tõm Đào tạo Quốc tế về Khoa học Vật liệu do GS. TSKH. Thõn Đức Hiền chủ trỡ [4, 9, 44]. Trong cỏc cụng bố của mỡnh, nhúm tỏc giả cũng sử dụng phương phỏp đồng kết tủa chế tạo hệ hạt nano Fe3O4 cú kớch thước dưới 15 nm và khảo sỏt đặc tớnh siờu thuận từ của mẫu hạt nano. Cỏc nghiờn cứu sau đú của nhúm tập trung nghiờn cứu cụng nghệ chế tạo hạt với tỷ lệ Fe2+/Fe3+ khỏc nhau và tạo chất lỏng từ ứng dụng nhằm cải thiện chất lượng õm thanh của loa điện động cụng suất lớn. Ngoài ra cỏc nghiờn cứu trờn hạt nano Fe3O4 được thực hiện tại một số nhúm nghiờn cứu uy tớn tại việt nam như nhúm GS.TSKH. Nguyễn Hữu Đức – Trường Đại học Cụng nghệ, PGS.TS. Nguyễn Hoàng Hải – Trường Đại học Tự nhiờn, PGS.TS. Trần Hoàng Hải – Viện Khoa học Vật lý Thành phố Hồ Chớ Minh [1, 3, 177]. Cú thể núi việc nghiờn cứu chế tạo hạt nano Fe3O4 đó thu hỳt một lượng lớn nghiờn cứu khụng chỉ trờn thế giới mà cỏc nhà khoa học trong nước cũng hết sức quan tõm. Tuy nhiờn, việc nghiờn cứu chi tiết cỏc điều kiện cụng nghệ ảnh hưởng tới kớch thước hạt cũng như việc tỡm ra một quy trỡnh cụng nghệ chế tạo cỏc hạt nano Fe3O4 cú chất lượng tốt và kớch thước theo mong muốn vẫn cần được thực hiện và nghiờn cứu.