Nghiên cứu, tổng hợp các hạt Oxit Sắt Fe3O4
kích thước Nano bằng phương pháp đồng kết
tủa để ứng dụng trong Y học và Sinh học
Lê Hồng Phúc
Trường Đại học Công nghệ
Luận văn ThS chuyên ngành: Vật liệu và Linh kiện Nano; Mã số: (Thí điểm)
Người hướng dẫn: PGS.TS. Trần Hoàng Hải
Năm bảo vệ: 2008
Abstract: Tổng quan về các hạt nano siêu thuận từ Fe3O4 và chất lỏng từ, tìm hiểu
những tính chất và các đặc trưng của hạt nanô từ. Từ đó tiến hành tổng hợp các hạt
Fe3O4 có kích thước nanô và phủ chúng bằng lớp có hoạt tính sinh học cao. Đồng thời
tiến hành thực nghiệm và đưa ra các kết quả đo X-ray, VSM, TEM, SEM, FT-IR để kiểm
tra cấu trúc và tính chất của hạt Fe3O4. So sánh kết quả đã được tổng hợp với nồng độ
NaOH và khối lượng starch khác nhau để từ đó đưa ra điều kiện tối ưu cho việc tạo hạt
Fe3O4 rồi tiến hành phủ Starch lên chúng để ứng dụng trong y sinh học
Keywords: Chất lỏng từ; Hạt nano; Hạt oxit sắt; Khoa học vật liệu; Phương pháp đồng
kết tủa

Content
MỞ ĐẦU
Hàng ngàn năm trước đây, kể từ khi các nhà bác học cổ Hy Lạp xác lập các nguyên tắc đầu tiên
về khoa học (đúng hơn là siêu hình học), thì các ngành khoa học đều được tập trung thành một
môn duy nhất đó là triết học, chính vì thế người ta gọi họ là nhà bác học vì họ biết hầu hết các
vấn đề của khoa học. Đối tượng của khoa học lúc bất giờ là các vật thể vĩ mô. Cùng với thời
gian, hiểu biết của con người càng tăng lên, và do đó, độ phức tạp cũng gia tăng, khoa học được
phân ra theo các ngành khác nhau như toán học, vật lí, hóa học, sinh học,... để nghiên cứu các vật
thể ở cấp độ lớn hơn micro mét. Sự phân chia đó đang kết thúc và khoa học một lần nữa lại tích
hợp với nhau khi nghiên cứu các vật thể ở cấp độ nano mét. Nếu ta gọi sự phân chia theo các
ngành toán, lí, hóa, sinh là phân chia theo chiều dọc, thì việc phân chia thành các ngành khoa học
nano, công nghệ nano, khoa học vật liệu mới,... là phân chia theo chiều ngang. Điều này có thể
được thấy thông qua các tạp chí khoa học có liên quan. Ví dụ các tạp chí nổi tiếng về vật lí như

trăm nm. Để có một con số dễ hình dung, nếu ta có một quả cầu có bán kính bằng quả bóng bàn
thì thể tích đó đủ để làm ra rất nhiều hạt nano có kích thước 10 nm, nếu ta xếp các hạt đó thành
một hàng dài kế tiếp nhau thì độ dài của chúng bằng một ngàn lần chu vi của trái đất.
Tại sao vật liệu nano lại có các tính chất thú vị?
Tính chất thú vị của vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của chúng rất nhỏ bé có thể so sánh
với các kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lí của vật liệu. Chỉ là vấn đề kích thước thôi
thì không có gì đáng nói, điều đáng nói là kích thước của vật liệu nano đủ nhỏ để có thể so sánh
với các kích thước tới hạn của một số tính chất của vâ ̣t liê ̣u . Vật liệu nano nằm giữa tính chất
lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu. Đối với vật liệu khối, độ dài tới hạn của
các tính chất rất nhỏ so với độ lớn của vật liệu, nhưng đối với vật liệu nano thì điều đó không
đúng
nên các
tính chất
khác
lạ
bắt
đầu
từ
nguyên
nhân
này.
Ví dụ như v ật liệu sắt từ được hình thành từ những đô men, trong lòng một đô men, các nguyên
tử có từ tính sắp xếp song song với nhau nhưng lại không nhất thiết phải song song với mô men
từ của nguyên tử ở một đô men khác. Giữa hai đô men có một vùng chuyển tiếp được gọi là vách
đô men. Độ dày của vách đô men phụ thuộc vào bản chất của vật liệu mà có thể dày từ 10-100
nm. Nếu vật liệu tạo thành từ các hạt chỉ có kích thước bằng độ dày vách đô men thì sẽ có các
tính chất khác hẳn với tính chất của vật liệu khối vì ảnh hưởng của các nguyên tử ở đô men này
tác động lên nguyên tử ở đô men khác.
Ngày nay, vâ ̣t liê ̣u nano có rấ t nhi ều ứng du ̣ng trong đời số ng, đă ̣c biê ̣t là vâ ̣t liê ̣u nano từ tính có
mô ̣t ý nghiã hế t sức quan tro ̣ng trong liñ h vực y -sinh ho ̣c để dùng trong viê ̣c chẩ n đóan cũng như

những yêu cầu trên và đang được nghiên cứu, tổng hợp ở Việt Nam. Vì vậy tôi chọn đề tài:
Nghiên cứu, tổng hợp các hạt oxýt sắt Fe3O4 kích thước nano bằng phương pháp đồng kết
tủa để ứng dụng trong y học và sinh học.
Mục tiêu của luận văn này là tìm hiểu những tính chất và các đặc trưng của hạt nanô từ, cũng
như các ứng dụng của chúng:tiến hành tổng hợp các hạt Fe3O4 có kích thước nanô và phủ chúng
bằng lớp có hoạt tính sinh học cao để phục vụ cho các nghiên cứu trong lĩnh vực y sinh học.
Đây là một đề tài mới, đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực công
nghệ nanô, vừa có ý nghĩa khoa học vừa mang tính thực tiễn cao.
Từ các kết quả thực nghiệm thu được sẽ được biện luận, lý giải dựa trên những cơ sở khoa
học.
Nội dung của luận văn gồm bốn phần chính:
Phần 1. Tổng quan về các hạt nano siêu thuận từ Fe3O4 và chất lỏng từ.
Phần 2.Thực nghiệm - Mô tả quy trình tổng hợp các hạt Fe3O4 và chất lỏng từ.


Phần 3. Kết quả và thảo luận: tóm lược các kết quả đã thực hiện ở phần thực nghiệm bằng
các kết quả đo là X-ray, VSM, TEM, SEM, FT-IR để kiểm tra cấu trúc và tính chất của hạt
Fe3O4. Biện luận, so sánh kết quả đã được tổng hợp với nồng độ NaOH và khối lượng starch
khác nhau để từ đó đưa ra điều kiện tối ưu cho việc tạo hạt Fe3O4 rồi tiến hành phủ Starch lên
chúng để ứng dụng trong y sinh học.
Phần 4. Kết luận và hướng phát triển của đề tài trong tương lai.

References
[1] Barry Williham Miller (2001`) , Synthesis and characterization of funtionalized magnetite
nanocomposite particles for targeting and retrival application.
[2] Beck H.P, W. Eiser, W.Haberkorn, R.J European Ceramic Soc (2001),21, pp. 687.
[3] Bejamin J.S, Metall. Trans .(1970),1, pp. 2943.
[4] Cao X, Y.Katabi, G.Prozorov, R.Felner, A.J.Mater. Chem (1997),7,pp. 1007.
[5] Carmen Bautista M, Orcar Bomati_ Miguel, Maria del Puerto Morales, Carlos J.Serna,
Sabino Veintemilas_Verdaguer (2005), “Surface characterisation of dextran_ Coated iron oxide

monodispersed

iron

oxide

nanoparticle”.
[18] Kim Do kejung, Maria Mikhaylova, Fu Hua Wang, Jan Kehr, Borje Bjelke, Yu Zhang,
Thomas Jsakalakos and Mamoun Muhammed (2003), “Starch_ Coated Superparamagnetic
Nanoparticles as MR Contrast Agents”.
[19] Kittel C, Phys.Rev.(1946),10, pp. 965.
[20] L.D. Landau and E.M. Lifshitz (1982) Continuum electrodynamic, Nauka, Moscow
[21] Leslie_Pelecky D.L, R.D. Rieke Chem. Mater, (1996), 8, pp. 1770.
[22] Leslie_ Pelecky D.L,V. Labhasetwar and R.H Kraus, Nanobiomagnetics, in Advanced
Magnetic Nanostructures, D.J Sellmeyer and R.S Skomski, Editors(2005), Kluwer: New York.
[23] Livingston J.D, Driving Forces: The Natural Magic of Magnets ,Harvard University
Press:Cambridge, (1996).
[24] Lopez_ Perez J.A., M.A. Lopez_Quintela, J. Mira, Rivas, IEEE Transactions
Magnetics,1997 ,33, pp. 4359.
[25] M.S. Krakov (1993), Magnetic fluid, Oxford University press, New York.
[26] OHandley R.C, Modern Magnetic Materials: Principles and Application; Wiley & Sone,
Inc: New York (2000).
[27] Pankhurst Q.A, J Connoly, S K Jones and J. Dobson (2002), Application of magnetic
nanoparticles in biomedicine.
[28] Pankhurst Q.A, J Connoly, S K Jones and J. Dobson, J. Ph ys. D: Appl. Phys, 36 (2003)


[29] Petrere M, A.Gennaro, N.J. Burriesci Mat. Sci (1982),17,pp. 429.
[30] Pitkethly M.J, Nanotoday, 7(2004) 20.
[31] Prozorov J.T, R Koltypin, Y Felner, I.Gendaken, A.J.Phys.Chem (1998), 102, pp. 10165.