Chia sẻ bài báo qua Email KHẢ NĂNG SINH NHIỆT CỦA CÁC HẠT NANO CoxFe3-xO4
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 01/06/22 Ngày hoàn thiện: 14/07/22 Ngày đăng: 14/07/22Các tác giả
1. Lê Thị Hồng Phong, 1) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2) Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam2. Phạm Hồng Nam, Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
3. Nguyễn Văn Đăng, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
4. Phạm Thanh Phong
, Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ, Trường Đại học Văn Lang5. Đỗ Hùng Mạnh, 1) Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2) Học viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Tóm tắt
Sự thay thế ion Co2+ cho các ion Fe2+ trong các hạt nano (NPs) CoxFe3-xO4 nhằm thay đổi dị hướng từ và lực kháng từ của NPs Fe3O4 được trông đợi sẽ có thể làm tăng hiệu quả đốt nóng (SAR) của NPs dưới tác dụng của từ trường xoay chiều (AMF). Tuy nhiên, SAR còn phụ thuộc vào các tham số khác như kích thước hay trạng thái từ của NPs cũng như tần số và cường độ của AMF. Báo cáo này trình bày một vài kết quả nghiên cứu cấu trúc, tính chất từ và đốt nóng cảm ứng từ của NPs sắt từ CoxFe3-xO4 (0 ≤ x ≤ 1) được tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt. Các khảo sát cấu trúc và hình thái cho thấy NPs thu được là đơn pha ferrit spinel với kích thước nằm trong khoảng 20-50 nm. Các phép đo từ cho thấy từ độ bão hòa (MS) phụ thuộc đồng thời vào kích thước hạt và nồng độ Co (x). Ngược lại, lực kháng từ (HC) chủ yếu phụ thuộc nồng độ Co với xu hướng tăng dần và đạt cao nhất tại x = 0,7, sau đó giảm khi x tăng thêm. Kết quả đốt nóng cảm ứng cho thấy rằng sự có mặt của các ion Co trong NPs CoxFe3-xO4không làm tăng hiệu quả sinh nhiệt (SAR). Giá trị SAR cao (339 W/g) của NPs Fe3O4 có thể do đóng góp đồng thời của tổn hao hồi phục và tổn hao từ trễ và thể hiện tiềm năng ứng dụng của chúng trong nhiệt từ trị.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] Y. W. Jun, J. W. Seo, and J. Cheon, “Nanoscaling laws of magnetic nanoparticles and their applicabilities in biomedical sciences,” Acc. Chem. Res., vol. 41, pp. 179–189, 2008.
[2] S. H. Noh, W. Na, J. T. Jang, J. H. Lee, E. J. Lee, S. H. Moon, Y. Lim, J. S. Shin, and J. Cheon, “Nanoscale magnetism control via surface and exchange anisotropy for optimized ferrimagnetic hysteresis,” Nano Lett., vol. 12, pp. 3716–3721, 2012.
[3] G. Reiss and A. Hütten, “Magnetic nanoparticles: Applications beyond data storage,” Nat. Mater., vol. 4, pp. 725 - 726, 2005.
[4] Y. W. Jun, Y. M. Huh, J. S. Choi, J. -H. Lee, H. T. Song, S. Kim, S. Kim, S. Yoon, K. S. Kim, and J. S. Shin, “Nanoscale size effect of magnetic nanocrystals and their utilization for cancer diagnosis via magnetic resonance imaging,” J. Am. Chem. Soc., vol. 127, pp. 5732–5733, 2005.
[5] Z. Zhao, Z. Zhou, J. Bao, Z. Wang, J. Hu, X. Chi, K. Ni, R. Wang, X. Chen, and Z. Chen, “Octapod iron oxide nanoparticles as high-performance T2 contrast agents for magnetic resonance imaging,” Nat. Commun., vol. 4, 2013, Art. no. 2266.
[6] J. H. Lee, Y. M. Huh, Y. W. Jun, J.-W. Seo, J. T. Jang, H. T. Song, S. Kim, E. J. Cho, H. G. Yoon, and J. S. Suh, “Artificially engineered magnetic nanoparticles for ultra-sensitive molecular imaging,” Nat. Med., vol. 13, pp. 95–99, 2007.
[7] S. Bedanta and W. Kleemann, “Supermagnetism,” J. Phys. D Appl. Phys., vol. 42, 2009, Art. no. 013001.
[8] J. A. De Toro, S. S. Lee, D. Salazar, J. L. Cheong, P. S. Normile, P. Muñiz, J. M. Riveiro, M. Hillenkamp, F. Tournus, and A. Tamion, “A nanoparticle replica of the spin-glass state,” Appl. Phys. Lett., vol. 102, 2013, Art. no.183104.
[9] B. Aslibeiki, P. Kameli, H. Salamati, M. Eshraghi, and T. Tahmasebi, “Superspin glass state in MnFe2O4 nanoparticles,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 322, pp. 2929–2934, 2010.
[10] J. I. Park, N. J. Kang, Y. W. Jun, S. J. Oh, H. C. Ri, and J. Cheon, “Superlattice and Magnetism Directed by the Size and Shape of Nanocrystals,” Chem. Phys. Chem., vol. 3, pp. 543–547, 2002.
[11] J. Gao, H. Gu, and B. Xu, “Multifunctional magnetic nanoparticles: Design, synthesis, and biomedical applications,” Acc. Chem. Res., vol. 42, pp. 1097–1107, 2009.
[12] J. Gallo, N. J. Long, and E. O. Aboagye, “Magnetic nanoparticles as contrast agents in the diagnosis and treatment of cancer,” Chem. Soc. Rev., vol. 42, pp. 7816–7833, 2013.
[13] J. Dobson, “Magnetic nanoparticles for drug delivery,” Drug Dev. Res., vol. 67, pp. 55–60, 2006.
[14] J. R. McCarthy and R. Weissleder, “Multifunctional magnetic nanoparticles for targeted imaging and therapy,” Adv. Drug Deliv. Rev., vol. 60, pp. 1241–1251, 2008.
[15] Q. Pankhurst, N. Thanh, S. Jones, and J. Dobson, “Progress in applications of magnetic nanoparticles in biomedicine,” J. Phys. D Appl. Phys., vol. 42, 2009, Art. no. 224001.
[16] D. Polishchuk, N. Nedelk, S. Solopan, A. Ś. Waniewska, V. Zamorskyi, A. Tovstolytkin, and A. Belous, “Profound Interfacial Effects in CoFe2O4/Fe3O4 and Fe3O4/CoFe2O4 Core/Shell Nanoparticles,” Nanoscale Res. Lett., vol. 13, 2018, Art. no. 67.
[17] H. Jalili, B. Aslibeiki, A. G. Varzaneh, and V. A. Chernenko, “The effect of magneto-crystalline anisotropy on the properties of hard and soft magnetic ferrite nanoparticles,” Beilstein J. Nanotechnol., vol. 10, pp. 1348-1359, 2019.
[18] A. R. Yasemian, M. A. Kashi, and A. Ramazani, “Exploring the effect of Co content on magnetic hyperthermia properties of CoxFe3−xO4 nanoparticles,” Mater. Res. Express, vol. 7, 2020, Art. no. 016113.
[19] S. Dutz, N. Buske, J. Landers, C. Gräfe, H. Wende, and J. H. Clement, “Biocompatible Magnetic Fluids of Co-Doped Iron Oxide Nanoparticles with Tunable Magnetic Properties,” Nanomaterials, vol. 10, 2020, Art. no. 1019.
[20] Z. E. Gahrouei, S. Labbaf, and A. Kermanpur, “Exploring the effect of Co content on magnetic hyperthermia properties of CoxFe3−xO4 nanoparticles,” Physica E Low Dimens. Syst. Nanostruct., vol. 116, 2019, Art. no. 113759.
[21] R. Das, N. P. Kim, S. B. Attanayake, M-H. Phan, and H. Srikanth, “Role of Magnetic Anisotropy on the Hyperthermia Efficiency in Spherical Fe3-xCoxO4 (x = 0–1) Nanoparticles,” Appl. Sci., vol. 11, 2021, Art. no. 930.
[22] A. Sathya, P. Guardia, R. Brescia, N. Silvestri, G. Pugliese, S. Nitti, L. Manna, and T. Pellegrino, “CoxFe3−xO4 Nanocubes for Theranostic Applications: Effect of Cobalt Content and Particle Size,” Chem. Mater., vol. 28, pp. 1769-1780, 2016.
[23] X. Li and C. Kutal, “Synthesis and characterization of superparamagnetic CoxFe3-xO4 nanoparticles,” J. Alloys Compd., vol. 349, pp. 264–268, 2003.
[24] S. Dutz, R. Hergt, J. Muerbe, R. Mueller, M. Zeisberger, W. Andrae, J. Toepfer, and M. E. Bellemann, “Hysteresis losses of magnetic nanoparticle powders in the single domain size range,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 308, pp. 305–312, 2007.
[25] R. Hergt, S. Dutz, and M. Röder, “Effects of size distribution on hysteresis losses of magnetic nanoparticles for hyperthermia,” J. Phys. Condens. Matter., vol. 20, 2008, Art. no.385214.
[26] R. Hergt, S. Dutz, and M. Zeisberger, “Validity limits of the Néel relaxation model of magnetic nanoparticles for hyperthermia,” Nanotechnology, vol. 21, 2010, Art. no. 015706,
[27] T. H. P. Le, H. M. Do, H. N. Pham, T. P. Pham, J. Kováč, I. Skorvanek, T. L. Phan, M. -H. Phan, and X. P. Nguyen, “High heating efficiency of interactive cobalt ferrite nanoparticles,” Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol., vol. 11, 2020, Art. no. 045005.
[28] M. H. Phan, J. Alonso, H. Khurshid, P. L. Kelley, S. Chandra, K. S. Repa, Z. Nemati, R. Das, O. Iglesias, and H. Srikanth, “Exchange bias effects in iron oxide-based nanoparticle systems,” Nanomaterials, vol. 6, no. 11, 2018, Art. no. 221.
[29] T. P. Pham, T. K. O. Vuong, D. L. Tran, X. P. Nguyen, D. T. Le, T. K. T. Nguyen, and H. M. Do, “Iron Oxide Nanoparticles: Tunable Size Synthesis and Analysis in Terms of the Core–Shell Structure and Mixed Coercive Model,” J. Electron. Mater., vol. 46, pp. 2533-2539, 2017.
[30] J. M. Byrne, V. S. Coker, S. Moise, P. L. Wincott, D. J. Vaughan, F. Tuna, E. Arenholz, G. van der Laan, R. A. D. Pattrick, J. R. Lloyd, and N. D. Telling, “Controlled cobalt doping in biogenic magnetite nanoparticles,” J. Royal Soc. Interf., vol. 10, pp. 130-134, 2013.
[31] T. H. P. Le, H. M. Do, H. N. Pham, D. L. Vu, X. K. Bui, S. T. Bui, N. B. Ta, K. T. Do, and X. P. Nguyen, “Structural, magnetic and hyperthermia properties and their correlation in cobalt-doped magnetite nanoparticles,” RSC Adv., vol. 12, pp. 698-707, 2022.
[32] S. Tong, C. A. Quinto, L. Zhang, P. Mohindra, and G. Bao, “Size-Dependent Heating of Magnetic Iron Oxide Nanoparticles,” ACS Nano, vol. 11, pp. 6808−6816, 2017.
[33] A. E. Deatsch and B. A. Evans, “Heating efficiency in magnetic nanoparticle hyperthermia,” J. Magn. Magn. Mater., vol. 354, pp. 163–172, 2014.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.6095
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu