شماره ركورد
34523
پديد آورنده
سهيل فرشيد منفرد
عنوان
بررسي اثر پارامتر هاي سنتز بر ريزساختار و خواص فيزيكي و شيميايي نانو ذرات مغناطيسي/آنتي باكتريال بر پايه آهن پوشش داده با سيليكا مزو متخلخل حاوي نانو ذرات نقره
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/30
استاد راهنما
دكتر مريم تاج آبادي- دكتر محمدرضا ابوطالبي
استاد مشاور
دكتر ماندانا عادلي
دانشكده
مواد
چكيده
در سالهاي اخير، نانوذرات چندمنظوره با خواص مغناطيسي و ضدباكتري بهدليل ويژگيهاي منحصربهفرد خود (از جمله اندازهي كوچك، سطح ويژهي بالا و قابليت تنظيم خواص) در كاربردهاي زيستي و پزشكي، مورد توجه گسترده قرار گرفتهاند. در پژوهش حاضر، يك نانوكامپوزيت مغناطيسي/آنتيباكتريال بر پايهي آهن صفرظرفيتي با پوشش سيليكاي مزومتخلخل حاوي نانوذرات نقره سنتز و مورد بررسي قرار گرفت. براي مشخصهيابي ساختار و خواص نمونهها از روشهاي گوناگون استفاده گرديد؛ پراش پرتو ايكس جهت تعيين فازهاي بلوري، طيفسنجي مادون قرمز براي شناسايي گروههاي عاملي سيليكا، ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني براي مشاهدهي ريختشناسي و اندازهي ذرات، جذب و واجذب نيتروژن براي اندازهگيري سطح ويژه و ويژگيهاي تخلخل، مغناطيسسنج نمونهي ارتعاشي (VSM) براي ارزيابي خواص مغناطيسي، و آزمون هايپرترمياي مغناطيسي براي سنجش توان گرمادهي نانوذرات تحت ميدان متناوب. همچنين بهمنظور بررسي اثرات زيستي نانوكامپوزيت، آزمون سميت سلولي (MTT) بر روي ردهي سلولي سرطاني سينه (MDA-MB-231) انجام شد. الگوي پراش پرتو ايكس حضور فاز آهن صفرظرفيتي (بدون اكسيدشدگي محسوس) را همراه با قلههاي مربوط به نانوذرات نقره تأييد كرد و طيف FTIR ظهور پيوندهاي Si–O–Si در پوستهي سيليكا را نشان داد كه مؤيد تشكيل پوشش سيليكا برنانوذرات آهن است.. تصاوير ميكروسكوپي حاكي از آن است كه ذرات نقره بهطور يكنواخت بر سطح پوسته توزيع يافتهاند و ميانگين اندازهي نانوكامپوزيت در ابعاد نانومتري قرار دارد. نتايج آزمونهاي سطحسنجي نشان داد نانوكامپوزيت Fe⁰@SiO₂@Ag از سطح ويژهي بالايي (~700 مترمربع بر گرم) برخوردار است كه تنها اندكي كمتر از سطح ويژهي سيليكاي مزومتخلخل خالص (~828 مترمربع بر گرم) ميباشد. بررسي خواص مغناطيسي نمونهها نشان داد مغناطش اشباع آهن صفرظرفيتي پس از پوششدهي با سيليكا و آراستن با نقره از حدود 93 به 30 emu/g كاهش مييابد؛ و آزمون هايپرترمياي مغناطيسي بيانگر توانايي اين نانوكامپوزيت در افزايش سريع دما تحت ميدان مغناطيسي متناوب بود و قابليت توليد حرارت موضعي را براي كاربردهاي درماني تأييد كرد. همچنين ارزيابي زيستي (آزمون MTT) حاكي از خواص ضدسرطاني قابل توجه نانوكامپوزيت بود؛ بهطوري كه در غلظتهاي بالا (براي مثال500 ميكروگرم بر ميليليتر) بيش از 90٪ سلولهاي سرطاني طي 24 ساعت از بين رفتند و با افزايش زمان انكوباسيون تا 72 ساعت، تأثير كشندگي حتي در غلظتهاي پايينتر نيز مشهود گرديد
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/25
عنوان به انگليسي
The investigation of the effects of synthesis parameters on the microstructure and the physical and chemical properties of magnetic/antibacterial nanoparticles based on iron coated with mesoporous silica containing silver nanoparticles
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سهيل فرشيدمنفرد
چكيده به لاتين
In recent years, multifunctional nanoparticles with magnetic and antibacterial properties have attracted widespread attention in biomedical and medical applications due to their unique characteristics, including small size, high specific surface area, and tunable physicochemical properties. In the present study, a magnetic/antibacterial nanocomposite based on zero-valent iron coated with mesoporous silica and decorated with silver nanoparticles was synthesized and characterized.Various analytical techniques were employed to investigate the structure and properties of the synthesized samples: X-ray diffraction (XRD) was used to determine the crystalline phases; Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) identified the functional groups of silica; field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) provided insights into the morphology and particle size; nitrogen adsorption–desorption analysis (BET) measured the specific surface area and porosity; a vibrating sample magnetometer (VSM) evaluated the magnetic properties; and magnetic hyperthermia tests assessed the heat generation ability of the nanoparticles under an alternating magnetic field. Additionally, the biological effects of the nanocomposite were examined using an MTT cytotoxicity assay on the human breast cancer cell line (MDA-MB-231). The XRD pattern confirmed the presence of the zero-valent iron phase (without noticeable oxidation) along with diffraction peaks corresponding to silver nanoparticles, while the FTIR spectrum revealed Si–O–Si bond vibrations in the silica shell, indicating successful silica coating on the iron nanoparticles. Microscopic images showed that silver nanoparticles were uniformly distributed over the silica shell surface, and the average particle size of the nanocomposite remained within the nanometer range. BET surface analysis demonstrated that the Fe⁰@SiO₂@Ag nanocomposite possessed a high specific surface area (~700 m²/g), only slightly lower than that of pure mesoporous silica (~828 m²/g). Magnetic property evaluation showed that the saturation magnetization (Ms) of zero-valent iron decreased from approximately 93 to 30 emu/g after silica coating and silver decoration. The magnetic hyperthermia test revealed the nanocomposite’s excellent heating performance under an alternating magnetic field, confirming its potential for localized thermal therapy applications. Furthermore, the MTT assay indicated notable anticancer activity of the nanocomposite: at higher concentrations (e.g., 500 μg/mL), more than 90% of cancer cells were destroyed within 24 hours, and prolonged incubation up to 72 hours enhanced cytotoxicity even at lower concentrations.
كليدواژه هاي فارسي
نانو كامپوزيت هاي هسته-پوسته – آهن صفر ظرفيتي- پوشش مزومتخلخل سيليكا – نانو ذرات نقره
كليدواژه هاي لاتين
Core–shell nanocomposites; Zero-valent iron; Mesoporous silica coating; Silver nanoparticles; Magnetic hyperthermia; Antibacterial activity.
Author
soheil farshidmonfard
SuperVisor
maryam tajabadi- mohammadreza aboutalebi