ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN PHƢƠNG LINH

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ CHỨC NĂNG HÓA BỀ MẶT
CÁC HẠT NANO QUANG – TỪ ZnS:Mn – Fe3O4
Chuyên ngành: Vật lý chất rắn
Mã số: 60440104

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HOÀNG NAM

Hà Nội – 2014

1


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin bảy tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc của mình tới thầy
giáo Tiến sĩ Nguyễn Hoàng Nam và Cử nhân Lưu Mạnh Quỳnh - những người thầy
đã trực tiếp hướng dẫn tôi và tận tình chỉ bảo, mang tới cho tôi những lời khuyên,
góp ý quý báu giúp tôi hoàn thành luận văn này. Tôi xin gửi tới các thầy lời chúc
sức khỏe, hạnh phúc và lời cảm ơn chân thành nhất.
Nội dung nghiên cứu trong bài luận văn được hỗ trợ bởi đề tài: “Nghiên cứu
ứng dụng các hạt nano vàng trong chế tạo cảm biến sinh xác định nồng độ của virus
gây bệnh với độ nhạy cao”, mã số 103.01-2011.59 (Ngành: 43-Vật lý) của Quỹ phát
triển Khoa học và Công nghệ quốc gia. Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ của đề
tài.

1.2.2. Một số ứng dụng của vật liệu phát quang trong ứng dụng y sinh
..........................................................................................................................15
1.2.3. Ứng dụng hạt nano ZnS:Mn ........................................................17
1.3. Vật liệu từ tính oxit sắt Fe3O4 .............................................................17
1.3.1. Vật liệu từ ....................................................................................17
1.3.2. Vật liệu từ Fe3O4 .........................................................................18
1.3.2.1. Cấu trúc tinh thể của hạt nano Fe3O4 ....................................18
1.3.2.2. Tính chất từ của vật liệu Fe3O4 .............................................18
1.3.3. Ứng dụng của hạt nano Fe3O4 .....................................................19
1.4. Vật liệu nano cấu trúc lõi – vỏ [4, 30] ................................................20
1.5. Mục tiêu của luận văn .........................................................................25
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHÉP ĐO KHẢO SÁT .................... 28
2.1. Chế tạo hạt nano quang ZnS:Mn bằng phương pháp hoá siêu âm .....28

2


2.1.1. Thiết bị sử dụng: Còi siêu âm (Ultra Sonicator) .........................28
2.1.2. Hoá chất sử dụng .........................................................................28
2.1.3. Quy trình chế tạo mẫu .................................................................28
2.2. Chế tạo mẫu hạt nano từ Fe3O4 bằng phương pháp đồng kết tủa .......29
2.2.1. Thiết bị sử dụng ...........................................................................29
2.2.2. Hoá chất sử dụng .........................................................................30
2.2.3. Quy trình chế tạo .........................................................................30
2.3. Chế tạo mẫu hạt đa chức năng ZnS:Mn – Fe3O4 ................................31
2.3.1. Thiết bị sử dụng ...........................................................................31
2.3.2. Hoá chất sử dụng .........................................................................31
2.3.3. Quy trình chế tạo .........................................................................31
2.4. Chức năng hoá hạt đa chức năng quang – từ ZnS:Mn-Fe3O4.............32
2.4.1. Thiết bị sử dụng ...........................................................................32

4


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Phân bố momen từ Spin của ion Fe .........................................................18
Bảng 2.1: Số liệu mẫu ZnS:Mn ................................................................................29
Bảng 3.1: Tổng hợp các năng lượng vùng cấm ứng với tỷ lệ tạp Mn2+: ..................41
Bảng 3.2: Tổng hợp các khoảng cách d tính được ứng với các mặt nhiễu xạ đọc
được trên phổ nhiễu xạ tia X: ....................................................................................45
Bảng 3.3: Tổng hợp các khoảng cách d tính được ứng với các mặt nhiễu xạ đọc
được trên phổ nhiễu xạ tia X: ....................................................................................46

5


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. GS. Norio Taniguchi – cha đẻ của cụm từ Công nghệ nano .........11
Hình 1.2: Phổ mật độ trạng thái lượng tử của vật liệu [21] ..........................12
Hình 1.3: Cấu trúc lập phương giả kẽm (sphalerite) .....................................13
Hình 1.4: Cấu trúc lục giác (Wurtzite) ..........................................................13
Hình 1.5: Cấu trúc mạng tinh thể nano Fe3O4 ...............................................18
Hình 1.6. Một số hình dạng tiểu cầu chứa hạt nano ......................................21
Hình 1.7: Bao bọc hạt nanô bằng phương pháp bao bọc từng lớp. ...............22
Hình 1.8: Một số phương pháp chế tạo tiểu cầu chứa hạt nano ....................23
Hình 1.9: Mô hình hạt nano đa chức năng bọc SiO2 .....................................26
Hình 2.1: Thiết bị còi siêu âm (a) Bộ điều khiển ; (b) Còi siêu âm ..............28
Hình 2.2: Quy trình chế tạo hạt nano ZnS: Mn .............................................28
Hình 2.3: Máy cất quay chân không RII (Thuỵ sĩ) .......................................30
Hình 2.4: Quy trình chế tạo hạt nano Fe3O4..................................................30
Hình 2.5: Quy trình chế tạo mẫu hạt đa chức năng .......................................32


7


MỞ ĐẦU
Công nghệ nano là một hướng nghiên cứu dành được sự quan tâm đặc biệt của
các nhà khoa học do những đặc điểm và tính chất mới lạ so với các vật liệu thông
thường. Các tế bào và các thành phần cấu tạo của nó nằm ở thang dưới micro mét
(sub-micro) và micro mét, các protein và đại phân tử trong các tế bào có kích thước
ở thang nano vì vậy các hạt nano với kích thước từ vài đến vài trăm nano mét đã trở
thành các chất đánh dấu (labels) và đầu dò (probes) lý tưởng để đưa vào các hệ sinh
học. Các phương pháp hoạt hóa bề mặt đa dạng giúp cho việc bọc, chức năng hóa
và tích hợp các hạt nano với các phân tử sinh học trở nên dễ dàng. Điều này đã mở
cánh cửa cho nhiều ứng dụng của hạt nano trong sinh học phân tử và y sinh, như
vận chuyển thuốc và gen, thiết kế các mô, phát hiện protein, ADN và chuẩn đoán
trên cơ sở nhận dạng (detection-base diagnostics), hiện ảnh sinh học và y sinh
(biological, biomedical imaging), đánh dấu các vi khuẩn gây độc thực phẩm.
Ở trên thế giới cũng như ở Việt Nam, các nhà khoa học đã có rất nhiều công
trình về nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các hạt nano phát quang bọc silaca được cải
biến bề mặt vào việc đánh dấu sinh học, hiện ảnh tế bào như một vài công trình về
“Ứng dụng các hạt nano phát quang vào việc đánh dấu tế bào để phát hiện và theo
dõi các loại vi sinh vật” của nhóm nghiên cứu PGS Tống Kim Thuần [6], “Nghiên
cứu thuộc tính quang học và ứng dụng vào đánh dấu sinh học của chấm lượng tử
CdSe”…Hoặc cũng có thể sử dụng các vật liệu nano có từ tính như hạt nano Fe3O4
bọc silica được dùng trong y sinh, như là tác nhân làm tăng độ tương phản cho ảnh
cộng hưởng từ, làm phương tiện dẫn truyền thuốc...Có thế kể đến công trình
“Phương pháp mới chuẩn đoán sớm các bệnh ung thư và bệnh do vi khuẩn và virus
gây ra bằng các hạt nano từ tính” của Trần Hoàng Hải, Khuất Thị Nga, “Nghiên
cứu chế tạo chất lỏng từ trên nền hạt nano Fe3O4 ứng dụng trong diệt tế bào ung
thư” của TS. Phạm Hoài Linh [3]…

- Hạt nano đa chức năng Fe3O4 – ZnS:Mn trước và sau khi chức năng hoá.
 Phương pháp nghiên cứu
Luận văn được tiến hành bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm. Với từng nội
dung nghiên cứu có phương pháp chế tạo phù hợp: chế tạo hạt nano quang ZnS:Mn
với tỷ lệ tạp từ 0% đến 10% bằng phương pháp hoá siêu âm; chế tạo hạt nano từ
Fe3O4 bằng phương pháp đồng kết tủa; chế tạo và chức năng hoá hạt đa chức năng
Fe3O4 – ZnS:Mn bằng phương pháp hoá sử dụng máy cô quay chân không. Sau khi
chế tạo được vật liệu, vi hình thái và cấu trúc vật liệu được khảo sát bằng phương

9


pháp ghi ảnh TEM, ghi giản đồ nhiễu xạ tia X. Tính chất quang của hạt nano
ZnS:Mn và hạt nano đa chức năng Fe3O4 – ZnS:Mn được nghiên cứu bằng một số
phương pháp quang phổ như hấp thụ, huỳnh quang, kích thích huỳnh quang. Tính
chất từ của hạt nano Fe3O4 và hạt nano đa chức năng Fe3O4 – ZnS:Mn được tiến
hành trên hệ từ kế mẫu rung VSM (Vibrating Sample Magnetometer). Các phép đo
trên được thực hiện tại Trung tâm khoa học vật liệu – Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên – ĐHQG Hà Nội.


Bố cục và nội dung luận văn

Mở đầu
Mục lục
Chương 1: Tổng quan - Trình bày sơ lược về hạt nano ZnS:Mn và hạt nano Fe3O4,
một số phương pháp chế tạo hạt nano, nêu về hạt nano có cấu trúc lõi vỏ và ứng
dụng của hạt nano trong y sinh, sinh học.
Chương 2: Thực nghiệm – Trình bày phương pháp chế tạo mẫu, các thiết bị thực
nghiệm được sử dụng để nghiên cứu các tính chất của vật liệu đơn lẻ ZnS:Mn,


GS. có được những cái nhìn đến cấp độ vi mô như vậy, rõ ràng
Taniguchi việc đưa ra các loại vật liệu, các cảm biến có kích cỡ nano là

– cha đẻ của cụm rất quan trọng; và từ đó, vào năm 1974 cụm từ công nghệ
từ Công nghệ nano (nanotechnology) ra đời.
nano
Công nghệ nano là ngành công nghệ thiết kế, phân tích đặc trưng, chế tạo và
ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống thông qua việc điều khiển hình dáng và
kích thước trên quy mô nanomét (10-9 m).
Từ khi ra đời, cùng với sự phát triển trước đó của các công nghệ nghiên cứu
cơ bản về các loại tính chất vật lý, các loại vật liệu nano lại cho thấy một tiềm năng
phát triển đầy tính cách mạng. Khi kích cỡ của các vật liệu giảm xuống đến thang
nanomét (tức là từ vài nano như các chấm lượng tử tới vài trăm nanomét như các
dây nano) thì tính chất của vật liệu thay đổi. Những tính chất mới mẻ này dần cho
thấy nó không chỉ ứng dụng trong việc nghiên cứu các cơ hệ có kích thước nhỏ mà

11


còn tiềm tàng khả năng ứng dụng trong cả năng lượng, y dược, môi trường, … Việc
này được thể hiện rất rõ khi những giải NOBEL về vật lý, y học những năm trở lại
đây đều gắn liền với công nghệ và vật liệu nano.
1.1.2. Vật liệu nano
Theo định nghĩa của cộng đồng Châu Âu (EU) thì các loại vật liệu nano là các
loại vật liệu tồn tại ở trạng thái tự nhiên hoặc nhân tạo; dạng hạt, keo có đến 50% số
hạt có kích thước từ 1nm đến 100 nm hoặc các dạng vật liệu có một chiều hoặc
nhiều chiều có kích thước nằm trong khoảng 1 nm đến 100 nm.
Về trạng thái của vật liệu, người ta phân chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng
và khí. Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay, chủ yếu là vật liệu rắn,

năng lƣợng của ZnS [5,9].
Bằng thực nghiệm, đối với bán dẫn bán từ ZnS pha tạp các kim loại chuyển
tiếp Mn, Co, Fe, … với lớp vỏ điện tử 3d chưa lấp đầy thì khi tăng nồng độ tạp chất
thì độ rộng vùng cấm bị giảm một chút xuống cực tiểu, sau đó mới tăng khi tăng
tiếp tục nồng độ tạp chất. Nguyên nhân của hiện tượng này là do tương tác giữa các

13


điện tử dẫn và các điện tử 3d của các ion từ (gọi là tương tác trao đổi s - d) Để giải
thích hiệu ứng trật tự từ liên quan đến tương tác trao đổi s-d

R.B.Bylsma,

W.M.Becker và J.Diouri, J.P.Lascarg đã dùng Hamilton tương tác .
Htt = −βx
Trong đó :

J r − R j . S. Sj

x : nồng độ của các ion từ

βo : Hệ số tỉ lệ đặc trưng cho bản chất của các ion từ
S : Spin của điện từ dẫn ở vị trí r
Sj : Spin của ion từ thứ j ở vị trí Rj
J(r-Rj): Tích phân trao đổi là đại lượng đặc trưng cho tương tác spin S và spin Sj.
Sự dịch chuyển năng lượng toàn phần của vùng cấm được xác định bằng tổng:
∆Eg = ∆Ee + ∆Ev = −

x2 S2

trường mạng tinh thể gây ra.
Bằng phương pháp cộng hưởng spin - điện tử, spin điện tử - quang và phương
pháp cộng hưởng từ quang (ODMR) đã xác định được các ion Mn2+ đã thay thế các

14


vị trí của Zn2+ trong mạng tinh thể của ZnS, tạo ra cấu hình Mn2+(3d5). Các điện tử
4s2 của Mn2+ đóng vai trò như các điện tử 4s2 của Zn2+.
Do các ion từ Mn2+ có momen định xứ tổng cộng khác không mà xảy ra tương tác
spin - spin giữa các điện tử 3d của các ion từ với điện tử dẫn tạo ra dịch chuyển
phân mức vùng dẫn và vùng hoá trị của ZnS. Ngoài ra, tương tác này còn ảnh
hưởng đến hằng số mạng. Sự có mặt của ion Mn2+ trong trường tinh thể của ZnS đã
tạo nên những mức năng lượng xác định trong vùng cấm của nó.
Do vậy trong phổ hấp thụ và bức xạ của ZnS:Mn2+ ngoài các vạch và các đám đặc
trưng cho số tái hợp của các exciton tự do, exciton liên kết trên các mức donor, acceptor
trung hoà, còn xuất hiện các đám rộng liên quan đến lớp vỏ 3d của ion Mn2+.
1.2.2. Một số ứng dụng của vật liệu phát quang trong ứng dụng y sinh
Dựa trên kỹ thuật miễn dịch huỳnh quang: kết hợp giữa kháng nguyên và
kháng thể. Kỹ thuật miễn dịch huỳnh quang là kháng thể hoặc kháng nguyên được
đánh dấu bằng thuốc nhuộm huỳnh quang. Kỹ thuật dựa trên tính chất của thuốc
nhuộm khi được kích thích bởi bức xạ có bước sóng đặc hiệu sẽ phát sáng [6].
Khi sử dụng các hạt nano phát quang thay thế cho thuốc nhuộm huỳnh quang chứa
hàng nghìn phân tử màu bên trong nên cường độ phát quang cao hơn, độ bền quang
tốt hơn, giúp quan sát được lâu hơn do các phân tử màu không bị phá hủy bởi ánh
sáng kích thích và các yếu tố môi trường. Chính vì vậy, các hạt nano có các nhóm
chức năng sinh học sẽ cung cấp tín hiệu phát quang cực cao cho các phân tích sinh
học và dễ dàng kết hợp với các phân tử nhận biết như kháng thể. Các tín hiệu quang
này tăng lên hàng nghìn lần nên độ nhậy của phép đo cũng tăng lên nhiều lần. Đối
với vi khuẩn, có rất nhiều kháng nguyên bề mặt cho sự nhận biết đặc hiệu bằng sử


mẫu với hệ thống dòng chảy được công bố trong một số bài báo. Ba loại kháng thể
khác nhau được gắn với các hạt nano với cường độ phát quang khác nhau của 2 tâm
màu. Mỗi hạt nano đánh dấu có khả năng nhận biết đặc hiệu và gắn với 1 vi khuẩn
có kháng nguyên thích hợp. Khi mỗi hỗn hợp vi khuẩn + hạt nano gắn kháng thể đi
qua máy đo dòng tế bào, sẽ cho tín hiệu phát quang độc nhất và có tín hiệu riêng
biệt của hạt nano mà nó được gắn vào. Với phương pháp này, có thể phát hiện, xác
định nhiều tế bào và nhiều loại vi khuẩn trong một mẫu rất nhanh, nhậy và đặc hiệu.


Hạt nano phát quang bọc silica cho các phân tích ADN
Sự nhận biết phân tử dựa trên phương pháp lai các chuỗi ADN hiện nay được

sử dụng rộng rãi trong việc chuẩn đoán bệnh, sự dẫn thuốc và rất nhiều ứng dụng
CNSH khác. Hạt nano silica cũng được sử dụng như chất đánh dấu để nâng cao tính
nhạy và hiệu quả trong cách tiếp cận này. Một trong những nghiên cứu theo hướng
này mà tôi đươc biết đó là “Bionanotechnology based on silica nanoparticles” của
Tan và cộng sự trên Med. Res. Rev., 24(5): 621-638, (2004) …


Hạt nano phát quang bọc slica cho phân tích sinh học dựa trên sơ đồ

nhận biết phân tử khác
Bên cạnh mối tương tác giữa kháng thể - kháng nguyên và lai acid nucleic còn
có những sơ đồ nhận biết phân tử tương tự khác. Những phương pháp nhận biết

16


theo sơ đồ này cũng có thể chứa phân tử màu trong hạt nano. Trên thế giới, Santra


17


1.3.2. Vật liệu từ Fe3O4
Trong tự nhiên, sắt (Fe) là vật liệu có từ độ bão hòa lớn nhất tại nhiệt độ
phòng. Ngoài ra sắt ở một nồng độ nhỏ không độc đối với cơ thể người cộng thêm
tính ổn định khi làm việc trong môi trường không khí nên các vật liệu như ô-xít sắt
Fe3O4 được nghiên cứu rất nhiều để làm hạt nanô từ tính ứng dụng trong y sinh.
1.3.2.1. Cấu trúc tinh thể của hạt nano Fe3O4

Fe3O4 là một ôxit hỗn hợp FeO.Fe2O3 có cấu trúc tinh thể spinel ngược, thuộc nhóm ceramic từ,
Ôxit sắt từ Fe3O4 có cấu trúc tinh thể spinel nghịch với ô đơn vị lập phương tâm
mặt. Ô đơn vị gồm 56 nguyên tử: 32 anion O2-, 16 cation Fe3+, 8 cation Fe2+.

Hình 1.5: Cấu trúc mạng tinh thể nano Fe 3 O 4

Dựa vào cấu trúc Fe3O4, các spin của 8 ion Fe3+ chiếm các vị trí tứ diện, sắp xếp ngược chiều và
cộng là do tổng mômen từ của các iôn Fe2+ ở vị trí bát diện gây ra. Vậy mỗi phân tử
Fe3O4 vẫn có mômen từ của các spin trong ion Fe2+ ở vị trí bát diện gây ra và có độ
lớn là 4B (Bohr magneton).
Bảng 1.1: Phân bố momen từ Spin của ion Fe

Vì vậy, tinh thể Fe3O4 tồn tại tính dị hướng từ (tính chất từ khác nhau theo các phương khác nha
1.3.2.2. Tính chất từ của vật liệu Fe3O4
Vật liệu Fe3O3 kích thước < 20 nm là vật liệu siêu thuận từ. Khi ở kích thước

18




trường ngoài tạo một lực hút các hạt từ tính có mang các tế bào được đánh dấu. Các
tế bào không được đánh dấu sẽ không được giữ lại và thoát ra ngoài.


Dẫn truyền thuốc:
Hạt nano từ tính có tính tương hợp sinh học được gắn kết với thuốc điều trị.

Lúc này hạt nano có tác dụng như một hạt mang. Thông thường hệ thuốc/hạt tạo ra
một chất lỏng từ và đi vào cơ thể thông qua hệ tuần hoàn. Khi các hạt đi vào mạch
máu, người ta dùng một gradient từ trường ngoài rất mạnh để tập trung các hạt vào
một vị trí nào đó trên cơ thể. Một khi hệ thuốc/hạt được tập trung tại vị trí cần thiết
thì quá trình nhả thuốc có thể diễn ra thông qua cơ chế hoạt động của các enzym

19


hoặc các tính chất sinh lý học do các tế bào ung thư gây ra như độ pH, quá trình
khuyếch tán hoặc sự thay đổi của nhiệt độ. Quá trình vật lý diễn ra trong việc dẫn
truyền thuốc cũng tương tự như trong phân tách tế bào.
Các hạt nano từ tính thường dùng là ô-xít sắt (magnetite Fe3O4, maghemite a-Fe2O3)
bao phủ xung quanh bởi một hợp chất cao phân tử có tính tương hợp sinh học như
PVA, detran hoặc silica. Chất bao phủ có tác dụng chức năng hóa bề mặt để có thể
liên kết với các phân tử khác như nhóm chức carboxyl, biotin,...


Tăng thân nhiệt cục bộ:
Phương pháp tăng thân nhiệt cục bộ các tế bào ung thư mà không ảnh hưởng

đến các tế bào bình thường là một trong những ứng dụng quan trọng khác của hạt

điểm của phần lõi. Do đó chúng thường được chế tạo từ những vật liệu trơ hóa học,
có độ ổn định cao, bề mặt có khả năng tương thích sinh học như các polimer, các
chất vô cơ như SiO2.
Dưới đây là một số dạng tiểu cầu tiêu biểu theo lý thuyết.

Hình 1.6. Một số hình dạng tiểu cầu chứa hạt nano
Trong các dạng này, tỉ lệ lõi/vỏ và kiểu kết cầu là hai yếu tố cơ bản để tạo ra
các cấu trúc khác nhau của tiểu cầu. Tuy nhiên trong thực tế, tiểu cầu rất hiếm khi
đồng đều và hình dạng của chúng có thể rất khác so với những dạng được mô tả ở
trên. Lưu ý rằng, ngoài các cấu trúc lõi - vỏ thông thường của tiểu cầu còn có cấu
trúc mà trong đó các hạt nanô phân bố đều bên trong một nền chất mang. Việc tạo
ra các tiểu cầu có các tính chất như mong muốn và mang lại những lợi ích có tính
ứng dụng trong khoa học sự sống, công nghệ sinh học, y học, dược học, nông
nghiệp, công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, sản suất giấy…
Các hạt nano lõi – vỏ ngày càng thu hút được sự quan tâm vì các hạt này nằm
giữa ranh giới của vật liệu hóa học và các lĩnh vực khác chẳng hạn như điện tử, y
sinh, dược phẩm, quang học và xúc tác. Hạt nano lõi – vỏ có nhiều tính chất mới lạ,
thậm chí khác hẳn so với vật liệu ban đầu. Đôi khi, các thuộc tính đó có nguồn gốc
từ sự khác biệt của vật liệu vỏ và lõi. Bên cạnh đó, chúng ta có thể thay đổi các tỷ lệ
vật liệu của lõi và vỏ để thay đổi các tính chất của chúng. Mục đích của việc phủ lên
hạt lõi tùy thuộc vào nhu cầu nghiên cứu chẳng hạn như thay đổi bề mặt, tăng
cường chức năng hạt, ổn định và phân tán hạt, giảm sự tiêu thụ các vật liệu quý …

21


Bên cạnh việc cải thiện tính chất vật liệu, vật liệu lõi vỏ cũng đóng vai trò quan
trọng về phương diện kinh tế. Ví dụ như có thể phủ một lớp vật liệu quý lên vật liệu
rẻ tiền để tiết kiệm chi phí so thay vì làm toàn bộ bằng vật liệu quý [12].
Tỉ lệ lõi/vỏ là một yếu tố quan trọng để chế tạo nên các tiểu. Việc điều chỉnh

hóa trị. Tuy nhiên việc liên kết mạnh này cũng gây khó khăn khi ta muốn loại bỏ
liên kết. Bề mặt silica cho phép các hạt nanô có thể phân tán bên trong lòng nó với
một tỉ trọng lớn.


Phƣơng pháp hóa hơi dung môi trong chân không
Đây là phương pháp đơn giản thường được dùng nhất để chế tạo tiểu cầu

polymer có chứa hạt nanô từ tính ô xít sắt. Polymer thường được dùng nhất là
polystyrene. Dưới đây là ví dụ chế tạo tiểu cầu polystyrene có kích thước khoảng
vài trăm nm có các hạt nanô từ tính phân tán bên trong. Hạt nano Fe3O4 được chế
tạo trước đó được chức năng hóa bề mặt bằng oleic acid kị nước có thể phân tán
trong dầu như hexane hoặc toluene. Hòa tan polystyrene trong một dung môi dễ bay
hơi như CH2 Cl2 để thu được dung dịch A, rồi đổ hạt nanô từ tính Fe3O4 kị nước vào
và khuấy đều bằng máy khuấy từ. Dung dịch B tạo thành bằng cách trộn CHHBM

23


sodium dodecyl sulfate trong nước với một tỉ phần CHHBM nhất định. Trộn dung
dịch A và dung dich B bằng máy khuấy cơ học để tạo ra thể nhũ tương. Hóa hơi
dung môi dễ bay hơi CH2Cl2 bằng máy cất quay chân không trong thời gian 30 phút
ở nhiệt độ khoảng 60°C. Sau khi CH2Cl2 hóa hơi hết ta thu được các hình cầu
polystyrene có chứa các hạt nanô bên trong. Tách lọc các tiểu cầu bằng máy li tâm.
Bằng cách thay đổi các thông số đầu vào mà các tiểu cầu có kích thước khác nhau
và có từ độ khác nhau như mong muốn.


Phƣơng pháp Micelle thuận (Stober) và Micelle đảo
Micelle là hệ gồm 3 thành phần: chất hoạt động bề mặt, nước và dung môi.