22333

سنتز فريت نيكل به روش تجزيه حرارتي و كاربرد آن در گرمادرماني مغناطيسي

كارشناسي ارشد

شناسايي و انتخاب مواد

1398/8/29

دكتر مرتضي مسعودپناه - دكتر سميه اعلم الهدي

مواد و متالورژي

امروزه سنتز نانوذرات فريت‌هاي اسپينلي با بلورينگي و خلوص بالا و ذرات تك اندازه با شكل معين و خواص مغناطيسي بهينه كه در بسياري از زمينه‌هاي پزشكي نظير درمان سرطان كاربرد دارند، يكي از موضوعات تحقيقاتي است. سازگاري با شرايط فيزيولوژيكي بدن و عدم سميت اين ذرات به همراه كاهش غلظت مصرفي اين مواد در كنار افزايش بازدهي آن‌ها مي‌تواند نقش موثري در سرعت كاربردي شدن اين ذرات براي كابردهاي درون‌تني و گرمادرماني داشته باشد. در اين پژوهش نانوذرات فريت نيكل با روش تجزيه حرارتي با كمك سورفكتانت و بدون حضور حلال سنتز شدند. پارامترهاي موثر بر روش تجزيه حرارتي همچون نسبت پيش ماده به سورفكتانت، دما و زمان واكنش مورد بررسي قرار گرفت و شرايط بهينه پس از انجام آناليز‌هاي الگوي پراش پرتوي ايكس (XRD)، طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي (FE-SEM) و عبوري (TEM) و مغناطومتر نمونه ارتعاشي (VSM) تعيين شد. بلورينگي بعنوان فاكتور تعيين كننده در بهبود خواص مغناطيسي نانوذرات فريت نيكل شناسايي شد. نانوذرات فريت نيكل با نسبت سورفكتانت به پيش ماده برابر 9 بصورت تك فاز تشكيل شد. هم¬چنين نانوذرات فريت نيكل با نسبت سورفكتانت به پيش ماده برابر 1 بعلت داشتن بالاترين مقدار مغناطش اشباع (emu/g2/49= MS)، به عنوان هسته و نانوذرات مگنتايت بعنوان پوسته براي كامپوزيت هسته-پوسته انتخاب شد. نانوذرات فريت نيكل به عنوان جوانه در محيط سنتز مگنتايت بعنوان پوشش زيست سازگار وارد شدند. مقدار نرخ جذب ويژه براي نمونه فريت نيكل و نمونه فريت نيكل-مگنتايت برابر با توجه به نتايج حاصل از بررسي‌هاي گرمادرماني به ترتيب برابر30/2W/g و 54/2W/g بود. در خصوص تاثير دما و زمان مشخص شد كه حداقل زمان براي تشكيل فريت نيكل در دمايC ˚300 و زمان 60 دقيقه مي باشد. در شرايط عدم حذف حلال رشد كنترل شده ي ذرات فريت نيكل با افزايش دما و زمان قابل مشاهده بود.

1399/07/09

Thermal Decomposition of Nickel Ferrite Nanoparticles for Magnetic Hyperthermia

9/30/2020 12:00:00 AM

Nowadays, the synthesis of spinel ferrite nanoparticles with high crystallinity and good control on shape, size, and size distribution, and as a result, optimum magnetic properties that are used in medical applications such as magnetic hyperthermia, is one of the interesting subjects in researches. The lack of toxicity and decreasing the consumption concentration of nanoparticles could effectively affect the application rate of these materials for in-vitro applications. Different parameters in thermal decomposition methods controlling the magnetic properties were studied such as the ratio of precursors to surfactants, reflux temperature, and holding time in reflux temperature to optimize magnetic and heating properties. For the investigation of structural and magnetic properties the X-ray diffraction pattern (XRD), Fourier Transformation Spectroscopy (FTIR), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Magnetometer vibration sample (VSM) was done. Pure Nickel ferrite nanoparticles were synthesized in the absence of a solvent with the ratio of precursors: surfactants as 1:9 at 330˚C and 60 minutes. The saturation magnetization and coercivity were respectively 34.4 emu/g and 58.7 Oe. The highest saturation magnetization was obtained in Nickel ferrite with an equal ratio of precursors to surfactants. In these nanoparticles, the saturation magnetization and coercivity were 49.2 emu/g and 21.6 Oe respectively. To improve biocompatibility and heating characteristics of nickel ferrite nanoparticles, magnetite as a biocompatible spinel ferrite was coated on nickel ferrite nanoparticles with a seed-mediated method. This process increased the magnetization of nanocomposite in comparison with nickel ferrite nanoparticles. The variation of reflux temperature in absence of solvent as we considered didn’t have a considerable effect on the particle size of nickel ferrite nanoparticles.