Синтез наночастиц золь-гель методом, исследование их магнитных характеристик, апробация возможности применения частиц в методе гипертермии : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / научный руководитель В. В. Паньков

Abstract

Объекты исследования: золи и наноразмерные частицы оксидов железа – исходные и после лазерной модификации: α-Fe2O3, γ-Fe2O3, Fe3O4, Co0,08Fe2,92O4, ZnFe2O4 и Mg0,5Zn0,5Fe2O4. Методы исследования и измерений: ПЭМ, РФА, оптическая спектроскопия, ИК-спектроскопия, магнитные измерения, магнитно-калориметрические измерения. Цель работы: установление закономерностей изменения структуры и морфологии оксидов железа и твердых растворов ферритов в результате их лазерной модификации. Исследование включает: синтез стабильных золей гидроксидов) железа в различных структурных модификациях и твердых растворов ферритов металлов; лазерная модификация наночастиц в виде коллоидного раствора и в виде порошков; исследование структуры и морфологии наночастиц до и после облучения; установление закономерностей структурообразования в наноразмерных оксидах в результате их лазерной модификации. В результате установлено, что при использованном режиме лазерного воздействия на коллоидные растворы происходит некоторое упорядочение кристаллической структуры и удаление части адсорбированных и структурных гидроксильных групп. При облучении порошкообразных образцов в неравновесных условиях разогрева порошков происходит образование шпинельных фаз оксида железа (γ-Fe2O3, Fe3O4) в случае образца на основе α-Fe2O3. Исходный монофазный образец со структурой γ-Fe2O3 претерпевает частичный термостимулируемый фазовый переход до термодинамически стабильной фазы α-Fe2O3. Облучение вызывает упорядочение кристаллической структуры и увеличение намагниченности и коэрцитивной силы твердых растворов ферритов. Влияние лазерного излучения на изменение морфологии частиц оксидов железа и твердых растворов ферритов металлов заключается в образовании сферических частиц с диаметрами, сходными с размерами исходных частиц, а также в образовании частиц с размерами 5‒8 нм из-за диспергирующего эффекта лазерного воздействия. Показана принципиальная применимость порошка Co0,08Fe2,92O4, модифицированного лазерным излучением, в качестве рабочего тела для магнитной гипертермии патологических тканей.