Chế tạo và nghiên cứu tính chất
của các hạt nanô oxít sắt từ tính dùng cho
các ứng dụng trong sinh học và môi trường
Sinh viên: Cấn Văn Thạch
Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Hoàng Hải
Khoá luận tốt nghiệp:
Hà Nội 6-2006
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Khoa Vật lý
Mở đầu
Hạt nanô từ tính:
•
Kích thước gần với kích thước của các thực thể sinh học
•
Diện tích bề mặt lớn tạo khả năng liên kết giữa vật liệu và
các tế bào
•
Có thể điều khiển bằng từ trường ngoài
Nội dung bài khoá luận
•
Chế tạo hạt nanô từ tính Fe
3
O
4
bằng
phương pháp đồng kết tủa (
điều khiển
kích thước hạt
– Mới)
•
Phân tích cấu trúc và tính chất từ của

+ FeCl
2
+ 8NH
3
+ 4H
2
O = Fe
3
O
4
+8 NH
4
Cl
Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, dễ chế tạo
Nhược điểm: khó khống chế kích thước hạt
Cách khắc phục: thay đổi nồng độ các chất tham gia
phản ứng (Mới)
Nhiễu xạ tia X (XRD)
20 30 40 50 60 70Cêng ®é
2
θ
(®é)
C = 0,02 M
C = 0,01 M
C = 0,005 M
C = 0,002 M
Công thức Scherrer: D=0,9λ/Bcosθ

C = 0,01 M
C = 0,005 M
C = 0,002 M
H = 100 Oe
Nồng độ
(M)
T
B
(K)
0,002 205
0,005 225
0,01 245
0,02 350
T
B
= KV/25k
B
•
Kích thước hạt có thể điều khiển bằng nồng độ các chất phản ứng
•
Các mẫu thể hiện tính chất siêu thuận từ ở vùng nhiệt độ phòng
Đường cong từ hóa của mẫu tạo trong
không khí
-10000 -5000 0 5000 10000
-60
-40
-20
0
20
40

Tạo mẫu trong N
2
:
•
Ưu điểm: từ tính tốt
do không bị ô xi hóa
•
Nhược điểm: phức
tạp khi thao tác
Từ tính tốt khi tạo
mẫu trong môi
trường bảo vệ
Mẫu sau khi chế tạo
Phân tán các hạt nanô vào dung môi
Hạt nanô trong axít Oleic
Nước
Hạt nanô kị nước trong
dung môi không phân cực
Hạt nanô ưa nước trong
dung môi phân cực
SDS + nước
Hexane
Axít Oleic
Hạt nanô trong nước
Có thể phân tán trong dung môi phân cực hoặc không phân cực
•
•
••
•
•

•
•
•
•
•
•
•
••
• •
•
•
•
•
•
•
•
•
Fe
3
O
4
•
OA
SDS
Phân tích nhiệt TGA
220 - 420
180 - 300
300 - 420
Tốc độ tăng nhiệt:
20°C/phút

Fe
3
O
4
+ OA
OA
O
-
C
-
O
O-H
•
Các đỉnh hấp thụ
O-H, C=O, O-C=O
mất đi
•
Xuất hiện đỉnh hấp
thụ mới: O-C-O
Có sự liên kết giữa OA
với bề mặt hạt nanô
C
O
O H
Hạt
nanô
C
O
O
Phân tử OA

•
•
•
•
•
••
• •
•
•
•
•
•
•
•
•
•
OA
SDS
Thuốc
Fe
3
O
4
Hoạt tính của hạt nanô mang thuốc
Thí nghiệm kiểm tra hoạt tính
:
•
Khuẩn Ecoli được nuôi cấy
trong đĩa thạch, trên mỗi đĩa có
4 vị trí chứa hạt nanô mang

B¸n kÝnh vßng kh¸ng sinh (cm
)
Thêi gian (h)
Thuèc ®èi chøng
H¹t nan« mang thuèc
20 30 40
0
1
2
3
4
5T
û sè
Thêi gian (h)
Hoạt tính các mẫu suy giảm
theo thời gian
Hoạt tính của mẫu so với thuốc đối
chứng
Hạt nanô mang thuốc có hoạt tính mạnh hơn và thời
gian tác dụng kéo dài hơn so với thuốc đối chứng
Ứng dụng 2: Hạt nanô làm sạch nước
Hạt nanô kết hợp với muối Al
2
(SO
4
)
3

S
Nước sông Sét bị nhiễm bẩn
Làm sạch nước sông Sét bằng hạt nanô
Bắt đầu thí nghiệm 1 phút sau
Chân thành cảm ơn
TS. Nguyễn Hoàng Hải
GS. TSKH. Nguyễn Châu (TTKHVL)
TS. Nguyễn Thị Vân Anh (TTSHPT)
Trung tâm Khoa học Vật liệu
Bộ môn Vật lý chất rắn
Trung tâm Sinh học phân tử và Công nghệ tế bào