- Máy khuấy từ gia nhiệt Van điều chỉnh
4.1.1 Hạt nano từ dưới tác động của từ trường ngoà
Bất cứ vật liệu nào được đặt trong từ trường ngoài (H) đều có sự hưởng ứng với từ trường ngoài, thể hiện bằng độ từ hóa (từ độ M). Tỷ số µ = M/H
được gọi là độ cảm từ. Tùy thuộc vào sự hưởng ứng với từ trường ngoài của các vật liệu khác nhau mà giá trị độ cảm từ µ có các giá trị tương ứng khác nhau. Có thể phân ra làm các loại vật liệu từ khác nhau theo giá trị của độ cảm từ µ. Vật liệu có µ < 0 (~ -10-6) được gọi là vật liệu nghịch từ (DM). Vật liệu có µ > 0 (~10-6) được gọi là vật liệu thuận từ (PM). Vật liệu có µ > 0 với giá trị rất lớn có thể là vật liệu sắt từ, ferri từ (FM). Ở đây, vật liệu từ tính ngụ ý là vật liệu sắt từ, ferri từ hoặc siêu thuận từ (SPM). Ngoài độ cảm từ, một số thông số khác cũng rất quan trọng trong việc xác định tính chất của vật liệu, ví dụ như: từ độ bão hòa Ms (từ độ đạt cực đại tại từ trường lớn), từ dư Mr (từ độ còn dư sau khi ngừng tác động của từ trường ngoài), lực kháng từ Hc (từ trường ngoài cần thiết để một hệ, sau khi đạt trạng thái bão hòa từ, bị khử từ). Nếu kích thước của hạt giảm đến một giá trị nào đó (thông thường từ vài cho đến vài chục nm), phụ thuộc vào từng vật liệu cụ thể, tính sắt từ và ferri từ biến mất, chuyển động nhiệt sẽ thắng thế và làm cho vật liệu trở thành vật liệu siêu thuận từ. Đối với vật liệu siêu thuận từ, từ dư và lực kháng từ bằng không. Điều đó có nghĩa là, khi ngừng tác động của từ trường ngoài, vật liệu sẽ không còn từ tính nữa, đây là một đặc điểm rất quan trọng khi dùng vật liệu này cho các ứng dụng y sinh học. Hạt nano từ tính dùng trong y sinh học cần phải thỏa mãn ba điều kiện sau: tính đồng nhất của các hạt cao, từ độ bão hòa lớn và vật liệu có tính tương hợp sinh học (không có độc tính). Tính đồng nhất về kích thước và tính chất liên quan nhiều đến phương pháp chế tạo còn
91
từ độ bão hòa và tính tương hợp sinh học liên quan đến bản chất của vật liệu. Trong tự nhiên, sắt (Fe) là vật liệu có từ độ bão hòa lớn nhất tại nhiệt độ phòng, sắt không độc đối với cơ thể người và tính ổn định khi làm việc trong môi trường không khí nên các vật liệu như ô-xít sắt Fe3O4 được nghiên cứu rất nhiều để làm hạt nano từ tính.
Hình 4.1a minh họa sự chuyển động của mạch máu trong đó có sự tồn tại của hạt nano từ tính. Các thành phần trong mạch máu có tính chất từ khác nhau (Hình 4.1b,c) với thành phần là DM, PM, FM và SPM. Phần lớn các chất hữu cơ có tính nghịch từ, một số ion của sắt có mặt trong các ferritin có tính thuận từ, hạt nano từ tính được tiêm từ bên ngoài vào có tính sắt từ và siêu thuận từ.
a) b) c)
Hình 4.1. Mô hình minh họa sự chuyển động của mạch máu trong đó có sự tồn tại
của hạt nano từ tính (a). Các thành phần trong mạch máu có tính chất từ khác nhau:
nghịch từ DM, thuận từ PM (b), sắt từ FM và siêu thuận từ SPM (c).