



- Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam
Phạm Hồng Nam, Phạm Thị Hồng Hoa, Vũ Hồng Kỳ(1), Nguyễn Văn Đăng, Phạm Thanh Phong, Đỗ Hùng Mạnh
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT TỪ VÀ NHIỆT TỪ TRỊ CỦA HỆ HẠT NANÔ Co0,4Zn0,6Fe2O4
STUDY OF MAGNETIC PROPERTIES OF Co0,4Zn0,6Fe2O4 NANOPARTICLES FOR ADVANCED MAGNETIC HYPERTHEMIA
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
2019
15
Tính chất từ của các ferit cấu trúc nano với công thức AIIFe2O4 (AII là các ion hóa trị 2) có thể điều khiển tinh tế cho các ứng dụng riêng. Tuy nhiên, ảnh hưởng của các nguyên tố tại vị trí của AII, kích thước, hình dạng và lớp phủ tới các tính chất từ là khó tiên đoán. Bài báo này tập trung nghiên cứu các tính chất từ và khả năng đốt nóng của 2 mẫu hạt nano Co0,4Zn0,6Fe2O4 (CoFe_Zn0,6) được chế tạo bằng phương pháp thủy nhiệt (chưa bọc) và bọc bởi chitosan (CoFe_Zn0,6/CS). Giản đồ nhiễu xạ tia X và ảnh hiển vi điện tử quét phát xạ trường chỉ ra một cấu trúc spinel cho cả 2 mẫu với kích thước hạt trung bình khoảng 15 nm và độ dày lớp CS khá mỏng. Giá trị độ từ hóa bão hòa (Ms) trung bình tại nhiệt độ phòng của mẫu CoFe_Zn0,6/CS là 50 emu/g và khả năng đốt nóng của chất lỏng từ trên mẫu này đã được khảo sát. Công suất hấp thụ riêng (specific absorption rate –SAR) cao nhất khoảng 280 W/g nhận được trên mẫu có nồng độ 1 mg/ml dưới các điều kiện từ trường có cường độ 250 Oe và tần số 290 kHz cho thấy rằng chất lỏng từ này có khả năng ứng dụng cho nhiệt từ trị.
Magnetic properties of ferrites nanostructural with AIIFe2O4 formula (AII is 2 ion) can control the subtle for different applications. However, the effect of elements at the position of AII, size, shape and shell on magnetic properties is difficult to predict. This paper focuses on the magnetic properties and heating ability of Co0,4Zn0,6Fe2O4 nanoparticles (CoFe_Zn0,6) were fabricated by hydrothermal method and coated with chitosan (CoFe_Zn0,6/CS). X-ray diffraction patterns (XRD) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) show a spinel structure for both the samples with an average particle size of about 15 nm and a fairly thin CS layer thickness. The saturation magnetization (Ms) at room temperature of CoFe_Zn0,6/CS is 50 emu/g and heating ability of magnetic fluid on this sample was investigated. The highest specific absorption rate value of about 280 W/g received on samples with a concentration of 1 mg/ml under magnetic of 250 Oe and frequency 290 kHz. This result shows that the magnetic fluid has an potential application for magnetic hyperthemia.
- [1] M. E. Sadat, R. Patel, J. Sookoor, S. L. Bud’ko, R. C. Ewing, J. Zhang, H. Xu, Y. Wang, G. M. Pauletti, D. B. Mast, D. Shi (2014), Effect of Spatial Confinement on Magnetic Hyperthermia via Dipolar Interactions in Fe3O4 Nanoparticles for Biomedical Applications,Mater. Sci. Eng. C. Mater. Biol Appl, Vol. 42, pp. 52–63
- [2] A. Urtizberea, E. Natividad, A. Arizaga, M Castro, A Mediano (2010), Specific absorption rates and magnetic properties of ferrofluids with interaction effects at low concentrations,J. Phys. Chem C, Vol. 114, pp. 4916–4922
- [3] P. S. Araújo-Neto, E. L. Silva-Freitas, J. F. Carvalho, T. R. F. Pontes, K. L. Silva, I. H. M. Damasceno, E. S. T. Egito, L. Ana. Dantas, A. Marco. Morales, S. Artur. Carriço (2014), Monodisperse sodium oleate coated magnetite high susceptibility nanoparticles for hyperthermia applications,J. Magn. Magn. Mater, Vol. 364, pp. 72–79
- [4] D. H Manh, P. T. Phong, T. D. Thanh, D. N. H. Nam, L. V. Hong, N. X. Phuc (2011), Size effect and interaction in La0.7Ca0.3MnO3 nanoparticles,J. Alloy. Comp, Vol. 509, pp. 1373–1377
- [5] P. T. Phong, P. H. Nam, D. H. Manh, Lee InJa (2017), Mn0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles with high intrinsic loss power for hyperthermia therapy,J. Magn. Magn. Mater, Vol. 443, pp. 76–83
- [6] S. N. Dolia, S. P Arun, M. S. Dahwan, M. N. Sharma (2007), Mossbauer study of nanoparticles of Co0.4Zn0.6Fe2O4,Indian J. Peru Appl. Phys, Vol. 45, pp. 286–829
- [7] R. A. Bohara, H. M. Yadav, N. D. Thorat, S. S. Mali, C. K. Hong, S. G. Nanaware, S. H. Pawar (2015), Synthesis of functionalized Co0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles for biomedical applications,J. Magn. Magn. Mater, Vol. 378, pp. 397–401
- [8] V. Mameli, A. Musinu, A. Ardu, G. Ennas, D. Peddis, D. Niznansky, C. Sangregorio, C., Innocenti, Nguyen T. K. Thanh, C. Cannas (2016), Studying the effect of Zn-substitution on the magnetic and hyperthermic properties of cobalt ferrite nanoparticles,Nanoscale, Vol. 8, pp. 10124-10137
- [9] D. H. Manh, P. T. Phong, P. H. Nam, D. K. Tung, N. X. Phuc, In-Ja Lee (2014), Structural and magnetic study of La0.7Sr0.3MnO3 nanoparticles and AC magnetic heating c-haracteristics for hyperthermia applications,Phys B, Vol. 444, pp. 94–102
- [10] E. Pollert, K. Knızek, M. Marysko, P. Kaspar, S. Vasseur, E. Duguet (2007), New Tc-tuned magnetic nanoparticles for self-controlled hyperthermia,J. Magn. Magn. Mater, Vol. 316, pp. 122–125
- [11] N. A. Usov (2010), Low frequency hysteresis loops of superparamagnetic nanoparticles with uniaxial anisotropy,J. Appl. Phys, Vol. 107, pp. 123909 (6 pages)
- [12] Jae-Hyun Lee, Jung-tak Jang, Jin-sil Choi, Seung Ho Moon Seung-hyun Noh, Ji-wook Kim, Jin-Gyu Kim, Il-Sun Kim, Kook In Park and Jinwoo Cheon (2011), Exchange-coupled magnetic nanoparticles for efficient heat induction,Nat. Nanotech, Vol. 6, pp. 418–422
- [13] Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones, and J. Dobson (2003), Applications of magnetic nanoparticles in biomedicine,J. Phys. D. Appl. Phys, Vol. 36, pp. R167–R181
- [14] S. Beatriz, C. M. Pilar, E. T. Teobaldo, L. F. Monica, I. Ricardo, F. G. Gerardo (2017), Magnetic hyperthermia enhances cell toxicity with respect to exogenous heating,Bioma, Vol. 114, pp. 62-70
- [15] A. Jordan, P. Wust, R. Scholz, B. Tesche, H. Fahling, T. Mitrovics, T. Vogl, J. Cervos-Navarro and R. Felix (1996), Cellular uptake of magnetic fluid particles and their effects on human adeno carcinoma cells exposed to AC magnetic fields in vitro,Int. J. Hyperth, Vol. 12, pp. 705–722
- [16] C. Hong, J. Kang, H. Kim and C. Lee (2012), Photothermal properties of inorganic nanomaterials as therapeutic agents for cancer thermotherapy,J. Nanosci. Nanotechnol, Vol. 12, pp. 4352–4355
- [17] Y. He, H. Ge and S. Li (2012), Haematoporphyrin based photodynamic therapy combined with hyperthermia provided effective therapeutic vaccine effect against colon cancer growth in mice,Int. J. Med. Sci, Vol. 9, pp. 627–633
- [18] T. J. Vogl, P. Farshid, N. N. Naguib and S. Zangos (2013), Thermal ablation therapies in patients with breast cancer liver metastases: a review,Eur. Radiol, Vol. 23, pp. 797–804