Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Giới thiệu tổng quan về một số tính chất đặc trưng của La1-xSrxMnO3 như: cấu trúc tinh thể, hiện tượng méo dạng Jahn - Teller, các loại tương tác xảy ra trong hợp chất này và sự biến đổi tính chất từ nồng độ pha tạp và kích thước. Trình bày các phương pháp thực nghiệm: phương pháp chế tạo, phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái học và tính chất từ của các mẫu chế tạo. Đưa ra một số kết quả nghiên cứu về các phép đo nhiễu xạ tia X, các phép đo từ và tính chất của vật liệu dưới dạng chất lỏng từ
Luận văn ThS. Vật liệu và linh kiện nanô -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2007
Sự phát triển của công nghệ nanô trong những thập niên qua đã đem lại
những tác dụng tích cực đối với nền kinh tế thế giới. Những ứng dụng của công
nghệ nanô trong một số lĩnh vực sản xuất và đời sống đã được ghi nhận như:
năng lượng, truyền thông, quân sự, môi trường. Một trong những ứng dụng đầy
tiềm năng của công nghệ nanô là ứng dụng vào lĩnh vực y - sinh. Cũng từ đây,
thuật ngữ “y tế nanô” được biết đến. Bằng chứng là một số vật liệu từ có cấu
trúc nanô có khả năng ứng dụng để chuẩn đoán và điều trị bệnh. Các vật liệu
composite từ tính là một ví dụ có những ứng dụng đầy hứa hẹn trong lĩnh vực y
- sinh như: phân loại tế bào, làm sạch các phân tử sinh học, vận chuyển thuốc
trong hệ thống mạch máu, làm chất đánh dấu trong ảnh cộng hưởng từ hạt nhân
hay là môi chất trung gian để phá huỷ cục bộ các tế bào ung thư bằng phương
pháp từ nhiệt.
Hiện nay, phương pháp nhiệt trị sử dụng các hạt từ có kích thước nanô
mét phân tán dưới dạng keo đang là liệu pháp đầy hứa hẹn trong điều trị bệnh
ung thư bổ trợ cho các phương pháp xạ trị và hoá trị truyền thống. Các chất
trung gian dạng keo này được đốt nóng trong từ trường xoay chiều và toả nhiệt
phá hủy tế bào bệnh. Năng lượng nhiệt được sinh ra do sự chuyển hoá từ năng
lượng điện từ của các hạt nanô từ sang năng lượng nhiệt. Về nguyên tắc thì phần
lớn các vật liệu từ đều có thể đáp ứng được yêu cầu này. Tuy nhiên, với các vật
liệu có nhiệt độ chuyển pha từ quá cao thì thường gây ra hiện tượng quá nhiệt.
Vì vậy việc lựa chọn các vật liệu có nhiệt độ chuyển pha phù hợp với mục đích
này là một sự lợi dụng độc đáo sự phụ thuộc của tính chất từ vào nhiệt độ để
khắc phục hiện tượng quá nhiệt. Vì mỗi một vật liệu từ đều có một nhiệt độ
chuyển pha Curie nhất định. Tại nhiệt độ chuyển pha vật liệu sẽ mất từ tính nên
nó không thể chuyển hoá năng lượng điện từ thành năng lượng nhiệt được nữa.
Nhiệt độ Curie là nhiệt độ cao nhất mà các hạt từ có thể đạt được. Vậy nên, lựa
chọn các vật liệu từ có nhiệt độ chuyển pha phù hợp là cách thông minh nhất
trong phương pháp thân nhiệt cục bộ bởi trong trường hợp đó các hạt từ vừa
đóng vai trò nguồn cung cấp nhiệt vừa giữa vai trò là cầu chì ngắt nhiệt.
Thông thường, các hạt ôxit sắt Fe3O4 được biết đến như là vật liệu từ dùng
cho các ứng dụng y - sinh học bởi tính ít độc tố, ít bị đào thải, có mômen từ lớn
và nhiệt độ Curie (TC) cao. Tuy nhiên, trong ứng dụng thực tế, các vật liệu có
7
nhiệt độ làm việc trên nhiệt độ phòng đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt.
Trong trường hợp này, các vật liệu có nhiệt độ chuyển pha Curie tương đối thấp
mà tại đó các quá trình chuyển pha sắt từ - thuận từ và chuyển pha kim loại - điện
môi xẩy ra, là các vật liệu đầy hứa hẹn cho các ứng dụng trong y - sinh học. Các
hạt nanô từ có nhiệt độ TC gần với dải nhiệt độ dùng cho phương pháp trị nhiệt
(42 - 47 0C) có thể sử dụng như nguồn hấp thu nhiệt và vận chuyển thuốc dưới
tác dụng của nhiệt độ và từ trường.
Việc tìm ra vật liệu phù hợp vẫn thu hút được sự quan tâm của các nhà
khoa học và người ta thấy rằng perovskite trên nền manganite La1x AxMnO3 (A là
ion hoá trị hai Ca, Sr,...) rất đáng để chú ý. Mặc dù hợp chất gốc là chất điện môi
phản sắt từ nhưng sự thay thế ion La3+ bằng ion A2+ làm cho tính chất vật lý của
hợp chất La1x AxMnO3 thay đổi mạnh. Sự thay thế này làm thay đổi trật tự của hệ,
làm méo dạng cấu trúc, dẫn đến các chuyển pha sắt từ - thuận từ, phản sắt từ -
sắt từ, kim loại - điện môi… Vì vậy, bức tranh vật lý trên hợp chất pha tạp rất
phức tạp và phong phú. Những hướng nghiên cứu trên các hợp chất này do đó
cũng đa dạng cả về lý thuyết lẫn thực nghiệm.
Sự quan tâm đặc biệt của chúng tui trên hợp chất này là tập trung nghiên
cứu tính chất từ của chúng ở kích thước nanô. Để vận chuyển thuốc trong hệ
tuần hoàn và cung cấp tác nhân cho nhiệt trị, trước hết ta phải điều khiển nó
bằng từ trường ngoài. Yêu cầu này đòi hỏi các hạt nanô phải có từ độ tự phát đủ
lớn. Bên cạnh đó các hạt nanô phải có tính dẫn điện để thực hiện quá trình trao
đổi cảm ứng. Do đó, chúng tui nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ pha tạp và
nhiệt độ thiêu kết đến tính chất từ của vật liệu để tìm ra các hợp chất có tính chất
từ tốt có ý nghĩa thực tiễn áp dụng trong lĩnh vực y - sinh. Chúng tui lựa chọn Sr
để pha tạp vào hợp chất gốc LaMnO3.
Cho đến nay, có nhiều phương pháp hóa học khác nhau đã được sử dụng
để tổng hợp các hạt nanô perovskite từ tính như phương pháp đồng kết tủa,
phương pháp sol-gel, phương pháp vi nhũ tương, phương pháp thủy phân
nhiệt… Tất cả các phương pháp này đều sử dụng các chất ban đầu ở trạng thái
phân tán cao, sau đó thực hiện các bước tiếp theo ở nhiệt độ thấp để thu được
các hạt bột đồng nhất. Trong các phương pháp đó, phương pháp sol-gel được sử
dụng rộng rãi để tổng hợp các vật liệu kích thước nanô, và đây cũng là phương
pháp mà chúng tui sử dụng để tổng hợp các hạt nanô perovskite.
Quá trình nghiên cứu gồm hai giai đoạn:
+ Giai đoạn thứ nhất: tổng hợp các hạt nanô La1xSrxMnO3 xác định thành
phần đơn pha và kiểm tra tính chất từ của chúng.
+ Giai đoạn thứ hai: sau khi đã lựa chọn được hợp chất như mục tiêu đề ra
chúng tui tiến hành bọc các hạt bằng một polyme thích hợp và phân tán chúng
trong môi trường nước. Đây là giai đoạn quan trọng nhất của luận văn.
Với mục đích đó chúng tui lựa chọn đề tài “Tổng hợp và nghiên cứu tính
chất của perovskite La1xSrxMnO3 ”.
Nội dung của luận văn: nghiên cứu tính chất từ của các hệ perovskite
La1xSrxMnO3 với x = 0; 0,1; 0,2; 0,25; 0,3; 0,4. Tìm quy trình bọc các hạt nanô
từ bằng sartch, polyethylenglycol (PEG).
Phương pháp nghiên cứu: các mẫu đã được chế tạo tại phòng thí nghiệm
của bộ môn Vật liệu từ và linh kiện nanô thuộc khoa Vật lý kỹ thuật và công
nghệ nanô, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc Gia Hà Nội. Cấu trúc và
tính chất của mẫu được kiểm tra bằng phương pháp nhiễu xạ tia X và phương
pháp từ kế mẫu rung. Các hạt sau khi bọc kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử
truyền qua (TEM). Như vậy bố cục luận văn được tóm tắt như sau:
Ngoài phần mở đầu, kết luận chung và tài liệu tham khảo ở cuối luận văn
thì luận văn gồm ba chương và cuối mỗi chương có kết luận chương, trong đó:
+ Chương 1: trình bày tổng quan về một số tính chất đặc trưng của
La1xSrxMnO3 như cấu trúc tinh thể, hiện tượng méo dạng Jahn - Teller, các loại
tương tác xẩy ra trong hợp chất này và sự biến đổi tính chất từ theo nồng độ pha
tạp và kích thước.
+ Chương 2: Các phương pháp thực nghiệm về phương pháp chế tạo,
phương pháp nghiên cứu cấu trúc, hình thái học và tính chất từ của các mẫu
chế tạo.
+ Chương 3: Trình bày một số kết qủa về các phép đo nhiễu xạ tia X, các
phép đo từ và tính chất của vật liệu dưới dạng chất lỏng từ.
jtCC5734gbf5Bt0
