Физико-химические процессы получения неравновесными методами нанокомпозитов на основе твердых растворов ферритов шпинели для биомедицинского применения : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель В. В. Паньков

Abstract

Объекты исследования: золи и наноразмерные частицы твердых растворов Mg,Zn- , Co,Zn-, Li,Zn- ферритов. Методы исследований и измерений: СЭМ, ПЭМ, РФА, ДСК/ТГ, ИК-спектроскопия, СКВИД-магнитометрия. Цель НИР: разработка производительных способов синтеза магнитных наночастиц твердых растворов ферритов со структурой шпинели, перспективных для создания на их основе материалов для биомедицинских применений; анализ влияния условий синтеза и последующей термообработки на размер, степень кристалличности и магнитные свойства наночастиц. В результате были проанализированы существуюшие подходы к синтезу наноразмерных ферритов со структурой шпинели; созданы методики синтеза магнитных наночастиц ферритов методами распылительной сушки суспензий и растворов солей с последующим термолизом; изучены структура, морфология, магнитные характеристики и потенциальная применимость материалов на основе наночастиц ферритов в биомедицинских целях; отработана методика повышения кристалличности и удельной намагниченности ферритов методом распылительной сушки суспензий наночастиц с избытком NaCl (5 : 1) и последующим обжигом. Наибольшее увеличение удельной намагниченности достигнуто для наночастиц кобальт-цинкового феррита Co0,65Zn0,35Fe2O4 (от 32.79 до 91.25 А·м2·кг-1 в результате обжига при 900 °С. Для наночастиц, подвергнутых термообработке при 900 °С, отмечено увеличение среднего диаметра до ~60 нм, что не превышает критической для большинства биомедицинских применений величины в 100 нм. Полученные материалы стабилизировали в виде коллоидных растворов с использованием диоксида кремния и ряда органических полиэлектролитов (PDDA, CH60, CH60-PEG, CH60-Dex). Показана эффективность сорбентов на основе наночастиц ферритов для выделения нуклеиновых кислот; выбраны материалы с оптимальными свойствами для использования в магнитной сепарации биомолекул и контрастировании изображений магниторезонансной томографии. Степень внедрения: изготовлена опытная партия образцов.