Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Chế tạo, nghiên cứu các tính chất từ và khả năng sinh nhiệt của một số hệ nano nền Fe3O4

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu "Chế tạo, nghiên cứu các tính chất từ và khả năng sinh nhiệt của một số hệ nano nền Fe3O4" được nghiên cứu với mục tiêu: Tăng cường hiểu biết về ảnh hưởng của kích thước, thành phần lên tính chất từ và khả năng đốt nóng cảm ứng của NPs CoxFe3-xO4 và NPs lõi-vỏ chứa hai thành phần Fe3O4 và CoFe2O4; Đánh giá ảnh hưởng của tỉ phần Ag lên khả năng sinh nhiệt của vật liệu tổ hợp từ-quang Fe3O4-Ag.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Khoa học vật liệu: Chế tạo, nghiên cứu các tính chất từ và khả năng sinh nhiệt của một số hệ nano nền Fe3O4BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÊ THỊ HỒNG PHONGCHẾ TẠO, NGHIÊN CỨU CÁC TÍNH CHẤT TỪ VÀ KHẢ NĂNG SINH NHIỆT CỦA MỘT SỐ HỆ NANO NỀN Fe3O4 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Mã số: 9.44.01.23 Hà Nội - 2023Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ,Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.Người hướng dẫn khoa học:Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Đỗ Hùng Mạnh – Viện Khoahọc vật liệuNgười hướng dẫn khoa học 2: PGS. TS. Phạm Thanh Phong – Đại họcVăn LangPhản biện 1: …Phản biện 2: …Phản biện 3: ….Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Họcviện họp tại Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoahọc và Công nghệ Việt Nam vào hồi … giờ ..’, ngày … tháng … năm2023Có thể tìm hiểu luận án tại:1. Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ2. Thư viện Quốc gia Việt Nam 1 Mở đầu Các hạt nano từ (MNPs) ferit spinel (MFe2O4, M = Mn, Fe, Co, Nivà Zn) là các vật liệu được quan tâm nghiên cứu cho nhiều lĩnh vực ứng dụngnhư y-sinh, xử lý môi trường, lưu trữ và chuyển hóa năng lượng do chúngđược chế tạo với chi phí thấp cũng như các tính chất từ thích hợp và tínhtương thích sinh học tốt [1]. Một trong các ứng dụng y-sinh tiêu biểu củaMNPs là nhiệt từ trị [2, 3]. Giải pháp này có thể phối hợp với hóa trị hoặcxạ trị làm nóng cục bộ các tế bào khối u giúp rút ngắn thời gian hóa/xạ trị.Với liệu pháp nhiệt trị, dung dịch chứa MNPs sẽ được tiêm trực tiếp vào vùngtế bào hay khối u mang bệnh và dưới tác dụng của từ trường xoay chiều cócường độ từ trường và tần số thích hợp ở ngưỡng an toàn để đạt được nhiệtđộ trong khoảng 42 – 45 oC [5], đây là khoảng nhiệt độ mà tế bào ung thu bịtiêu diệt. Với mục đích đó, yêu cầu đặt ra là kiểm soát các yếu tố nội tại củahạt như hình dạng, kích thước, tương tác giữa MNPs,... nhằm khống chế tínhchất từ và cải thiện hiệu suất sinh nhiệt của chúng. Đại lượng đặc trưngthường hay được sử dụng để đánh giá hiệu suất sinh nhiệt của hạt nano là tốcđộ hấp thụ riêng (SAR). Đại lượng này phụ thuộc vào các đặc tính của MNPsnhư là kích thước hạt trung bình, từ độ bão hòa (MS), dị hướng từ (K), nhưngcũng phụ thuộc vào cường độ từ trường (HAC) và tần số (f) của từ trường xoaychiều cũng như môi trường chất lỏng. Do đó một số nghiên cứu đã hướng tớiviệc xem xét thay đổi kích thước hạt, điều khiển thành phần, cấu trúc của hạtnano từ nhằm tối ưu hóa SAR [4, 6–11]. Các hạt nano Fe3O4 với có đặc tính tương hợp sinh học tốt nhất đượcxem là một trong những vật liệu có tiềm năng nhất. Trong những năm quanhiều hướng nghiên cứu đã được phát triển để cải thiện hơn nữa khả năngứng dụng của NPs Fe3O4 trong y sinh, đặc biệt trong ứng dụng nhiệt từ trịnhư: nâng cao từ độ bão hòa, điều khiển tối ưu kích thước, hình dạng và cấutrúc [9, 10, 21]. Bên cạnh đó, thay đổi thành phần hóa học bằng cách thay thếmột phần các ion Fe bằng các kim loại khác như Zn, Co,...nhằm tăng cường 2từ độ bão hòa, tăng hằng số dị hướng từ qua đó tăng cường SAR cũng đượcthực hiện [22–30]. Một hướng nghiên cứu khác cũng đang được quan tâmhiện nay là tổng hợp các hạt nano tổ hợp dạng lõi-vỏ khác nhau về thànhphần, kích thước để điều khiển trạng thái liên kết trao đổi giữa các pha từ vàcác thông số từ nhằm đạt được SAR tối ưu [8, 31–34]. Tuy nhiên theo hướngnày, vẫn còn khá nhiều vấn đề chưa được làm rõ như những ảnh hưởng tớiSAR của kích thước hạt lõi, độ dày lớp vỏ hay tương tác giữa lõi và vỏ...?.Gần đây, việc kết hợp MNPs Fe3O4 với một số vật liệu kim loại quý như Auhay Ag có hiệu ứng plasmon cũng đang được quan tâm nghiên cứu [36–39].Vấn đề này được trông đợi sẽ giúp tăng cường hơn nữa khả năng ứng dụngtrong nhiệt trị nhờ sự kết hợp của hiệu ứng từ nhiệt trị và quang nhiệt trị. Tại Việt Nam, hướng nghiên cứu chế tạo và nghiên cứu định hướngứng dụng của các hạt nano từ đã được triển khai từ cách đây gần hai thập kỷ.Tại Viện Khoa học vật liệu hướng nghiên cứu các hạt nano từ cho nhiệt từ trịđã được triển khai nghiên cứu bằng cả thực nghiệm và lý thuyết từ nhữngnăm 2007. Trên cơ sở kết thừa những kết quả đã có của nhóm nghiên cứu tạihai phòng Vật lý vật liệu từ và siêu và Vật liệu nano y sinh – Viện Khoa họcvật liệu, chúng tôi quyết định lựa chọn đề tài của luận án là “Chế tạo, nghiêncứu các tính chất từ và khả năng sinh nhiệt của một số hệ nano nền Fe3O4” Mục tiêu của luận án là: i) Tăng cường hiểu biết về ảnh hưởng củakích thước, thành phần lên tính chất từ và khả năng đốt nóng cảm ứng củaNPs CoxFe3-xO4 và NPs lõi-vỏ chứa hai thành phần Fe3O4 và CoFe2O4. ii)Đánh giá ảnh hưởng của tỉ phần Ag lên khả năng sinh nhiệt của vật liệu tổhợp từ-quang Fe3O4-Ag.Ý nghĩa khoa học và tính mới của luận án:Các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận án góp phần bổ sung thêmcác thông tin về các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất từ, hiệu quả sinh nhiệtcảm ứng từ của NPs Fe3O4 như thành phần, kích thước hạt. Mặt khác, nhữngnghiên cứu về NPs lõi-vỏ chứa hai pha từ cứng và từ mềm hay vật liệu tổ hợp 3từ-quang đã bổ sung thêm thêm các thông tin một cách đầy đủ và có tính hệthống về ảnh hưởng của kích thước lõi, độ dày vỏ, tỉ phần mỗi pha tới tínhchất từ, cơ chế sinh nhiệt... từ đó giúp định hướng ứng dụng các loại NPs nàylĩnh vực nhiệt từ trị. Điểm mới của luận án: - Đã sử dụng phổ Mössbauer 57Fe chứng minh được rằng sự thay thế Co vào mạng tinh thể của NPs Fe3O4 sẽ ưu tiên vào vị trí tứ diện A trước sau đó là vị trí bát diện B. - Phương pháp ảnh hiển vi điện tử ...