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 hạt nanô (XRD, SEM, VSM, TGA, FTIR) • Phân tán hạt nanô từ tính trong các dung môi thích hợp • Nghiên cứu quá trình ức chế của hạt nanô từ tính mang thuốc (Chloramphenicol) lên vi khuẩn E.coli (*OA/SDS) • Ứng dụng hạt nanô từ tính trong quá trình làm sạch nước (Mới) Khuẩn E.coli dùng trong nghiên cứu dẫn thuốc của hạt nanô Chế tạo hạt nanô từ tính Fe 3 O 4 Fe 3+ Fe 2+ OH - Hạt nanô trong nước 2FeCl 3 + 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 70 C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 Nồng độ (M) D (nm) 0,002 - 0,005 8,9 0,01 9,4 0,02 10,3 Có sự thay đổi kích thước hạt khi nồng độ thay đổi Chụp ảnh bề mặt mẫu (SEM) 200 nm D SEM =10 nm (D XRD = 9,4 nm) D SEM = 30 nm • XRD và SEM cho kết quả kích thước hạt phù hợp với nhau • D thay đổi rõ rệt khi nồng độ chất tham gia phản ứng cao Nồng độ 0,01 M (thấp) Nồng độ 0,3 M (cao) Đường cong ZFC 150 200 250 300 350 400 Tõ ®é NhiÖt ®é (K) C = 0,02 M 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 60 M (emu/g) H (Oe ) C = 0,02 M C = 0,01 M C = 0,005 M C = 0,002 M Định luật gần bão hoà: M = Ms(1-b/H 2 ) Kích thước hạt thay đổi không đáng kể từ tính giảm chủ yếu là do sự ô xi hoá Chế tạo hạt nanô trong môi trường N 2 -10000 -5000 0 5000 10000 -60 -40 -20 0 20 40 60 M (emu/g) H (Oe) Trong N 2 Trong kh «ng khÝ 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 [...]...Phõn tỏn cỏc ht nanụ vo dung mụi Ht nanụ trong axớt Oleic Axớt Oleic Fe O 3 4 Nc OA Ht nanụ trong nc SDS Hexane SDS + nc Ht nanụ k nc trong dung mụi khụng phõn cc Fe O 3 4 Ht nanụ a nc trong dung mụi phõn cc Cú th phõn tỏn trong dung mụi phõn cc hoc khụng phõn cc Phõn tớch nhit TGA 220 - 420 Tc tng nhit: 20C/phỳt Din... Mang thuc: Thuc khỏng sinh Chloramphenicol k nc s in k vo khong trng gia hai lp CHHBM Nh thuc: khuych tỏn thuc do chờnh lch nng Vi khun th nghim: vi khun ng rut E.coli Khun E.coli dựng trong nghiờn cu dn thuc ca ht nanụ Thớ nghim: nh hng ca thuc lờn quỏ trỡnh sinh trng ca vi khun Hot tớnh ca ht nanụ mang thuc Thớ nghim kim tra hot tớnh: Khun Ecoli c nuụi cy trong a thch, trờn mi a cú 4 v... khỏc C D B A A : ht nanụ mang thuc B : ht nanụ khụng mang thuc C : thuc i chng (10 àg/ml Chloramphenicol) D : nc i chng Hot tớnh ca thuc theo thi gian ) 1.2 5 4 Hạt nanô mang thuốc 0.8 3 0.6 T ỷ số Bán kính vòng kháng sinh (cm 1.0 0.4 Thuốc đối chứng 1 0.2 0.0 20 30 2 40 Thời gian (h) Hot tớnh cỏc mu suy gim theo thi gian 50 0 20 30 40 Thời gian (h) Hot tớnh ca mu so vi thuc i chng Ht nanụ mang thuc cú... so vi thuc i chng Ht nanụ mang thuc cú hot tớnh mnh hn v thi gian tỏc dng kộo di hn so vi thuc i chng ng dng 2: Ht nanụ lm sch nc Ht nanụ kt hp vi mui Al2(SO4)3 lm sch nc bng lng ng cht bn N Cỏc cht bn trong nc phi sau thi gian di mi lng ng Al2(SO4)3 to thy phõn to keo Al(OH)3 kộo cỏc cht bn lng ng xung di S Ht nanụ t tớnh giỳp keo Al(OH)3 lm lng ng cht bn nhanh hn khi dựng mt t trng ngoi Nc sụng Sột... Lm sch nc sụng Sột bng ht nanụ Bt u thớ nghim 1 phỳt sau Chõn thnh cm n TS Nguyn Hong Hi GS TSKH Nguyn Chõu (TTKHVL) TS Nguyn Th Võn Anh (TTSHPT) Trung tõm Khoa hc Vt liu B mụn Vt lý cht rn Trung tõm Sinh hc phõn t v Cụng ngh t bo . 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. (*OA/SDS) • Ứng dụng hạt nanô từ tính trong quá trình làm sạch nước (Mới) Khuẩn E.coli dùng trong nghiên cứu dẫn thuốc của hạt nanô Chế tạo hạt nanô từ tính Fe 3 O 4 Fe 3+ Fe 2+ OH - Hạt nanô trong. tích cấu trúc và tính chất từ của hạt nanô (XRD, SEM, VSM, TGA, FTIR) • Phân tán hạt nanô từ tính trong các dung môi thích hợp • Nghiên cứu quá trình ức chế của hạt nanô từ tính mang thuốc