سنتز نانو ذرات مغناطیسی FeCo در نسبت های آلیاژی مختلف به روش شیمیایی میکروامولسیون و بررسی خواص مغناطیسی

الموضوعات : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

ابوالحسن نجفی ¹ , غلامرضا خلج ² , کورش نعمتی پور ³

1 - استادیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران
2 - دانشیار، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران
3 - کارشناس ارشد، گروه مهندسی مواد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد ساوه، ساوه، ایران

تاريخ الإرسال : 22 السبت , ربيع الثاني, 1440 تاريخ التأكيد : 23 الأربعاء , رمضان, 1442 تاريخ الإصدار : 07 الجمعة , رجب, 1442

الکلمات المفتاحية: سنتز, نانو ذرات مغناطیسی, میکروامولسیون, جذب امواج الکترومغناطیسی,

ملخص المقالة :

نانو ذرات مغناطیسی به دلیل خواص منحصر به فرد و کاربردهای بالفعل و بالقوه ای که دارند، طی سالیان اخیر مورد موضوع تحقیقات زیادی بوده­اند. از جمله مهمترین کاربردهای این نانو ذرات می­توان به کاربردهای پزشکی از جمله کاربردهای هایپرترمیا و دارو رسانی هدفمند و نیز کاربردهای مخابراتی و دفاعی مانند جاذب­های امواج الکترومغناطیس، اشاره نمود. در این مطالعه، روش میکرو امولسیون به عنوان یک روش سنتز آسان و امیدوار کننده برای تهیه نانوذرات FeCo مغناطیسی با نسبت­های مختلف Fe / Co استفاده شد. برای این منظور، یک سیستم میسلر اعمال شد و واکنش احیای نمک Fe و Co در فضاهای محدود در فاز مایع انجام شد. آزمایش جذب امواج الکترومغناطیسی برای تعیین نمونه جذب کننده بهینه انجام شد. نتایج نشان داد که نمونه­ای که در نسبت وزن آهن به کبالت برابر 70به30 تهیه شده است دارای مورفولوژی کروی یکنواخت با اندازه ذرات متوسط کمتر از 10 نانومتر است. ارزیابی ویژگی مغناطیسی نمونه­های سنتز شده نشان داد که نانوذرات Fe₇₀Co₃₀ بیشترین اشباع مغناطیسی emu g^-1 115 را به خود اختصاص داده­اند. علاوه بر این، جذب الکترومغناطیسی این نمونه به dB 1/8- در 16 گیگاهرتز اندازه گیری شد که در پایین ترین سطح در مقایسه با سایر نمونه­ها بود که اثر قابل توجه نسبت وزنی Fe / Co را بر خواص مغناطیسی نهایی سیستم آلیاژ، آشکار می کند.

المصادر:

1. Veiseh, O., Gunn, J.W., Zhang, M.: Design and fabrication of magnetic nanoparticles for targeted drug delivery and imaging. Adv. Drug Deliv. Rev., 284–304 (2010)

2. Zhang, J., Misra, R.D.K.: Magnetic drug-targeting carrier encapsulated with thermosensitive smart polymer: core–shell nanoparticle carrier and drug release response. Acta Biomater., 838–850 (2007)

3. Marcua, A., Popb, S., Dumitrachea, F., Mocanub, M., Niculiteb, C.M., Gherghiceanub, M., Lungua, C.P., Fleacaa, C., Ianchisc, R., Barbuta, A., Grigoriua, C., Morjana, I.: Magnetic iron oxide nanoparticles as drug delivery system in breast cancer, Applied Surface Science (2013)

 

 

 

4. Kumara, C.S.S.R., Mohammad, F.: Magnetic nanomaterials for hyperthermia-based therapy and controlled drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 63, 789–808 (2011)

5. Sahinera, N., Butuna, S., Ilgin, P.: Hydrogel particles with core-shell morphology for versatile applications: environmental, biomedical and catalysis. Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 386, 16–24 (2011)

6. Pradeep, T.: Nano: the Essentials: Understanding Nanoscience and Nanotechnology. Tata Mcgraw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi (2007)

7. Franc¸ois, L., Mostafavi, M., Belloni, J., Delouis, J.-F., Delaire, J., Feneyrou, P.: Optical limitation induced by gold clusters. 1. Size effect. J. Phys. Chem. B 104, 6133 (2000)

8. Hines, M.A., Guyot-Sionnest, P.: Synthesis and characterization of strongly luminescing ZnS-capped CdSe nanocrystals. J. Phys. Chem. 100, 468 (1996)

9. Callister Jr., W.D.: Chapter 20: magnetic properties. In: Materials science and engineering—an introduction. Department of Metallurgical Engineering, The University of Utah

10. Spaldin, N.A.: Chapter 12: nanoparticles and thin films. In: Magnetic materials fundamentals and applications, second edition.University of California, Santa Barbara

11. Seyed Afghahi, S.S.: Synthesis of FeCo@C core-shell nanoparticles by chemical routes and study of their electromagnetic properties. Phd thesis, K.N. Toosi University of Technology Department of Mechanical Engineering (2013)

12. Babbar, V.K., Razdan, A., Puri, R.A., Goel, T.C.: Complex permittivity, permeability, and X-band microwave absorption of CaCoTi ferrite composites. J. Appl. Phys. 87, 4362–4366 (2000)

13. Verma, A., Saxena, A.K., Dube, D.C.: Microwave permittivity andpermeability of ferrite–polymer thick films. J. Magn. Magn. Mater. 263, 228–234 (2003)

14. Cho, S.B., Kang, D.H., Oh, J.H.: Relationship between magnetic propertiesand microwave-absorbing characteristics of NiZnCo ferrite composites. J. Mater. Sci. 31, 4719–4722 (1996)

15. Yu, C.-H., Tam, K., Tsang, E.S.C.: Chapter 5: Chemical Methods for Preparation of Nanoparticles in Solution. In: Handbook of Metal Physics. Elsevier B.V (2009)

16. Saberi, B.: Synthesis of Fe based magnetic nanoparticles via chemical and mechanical routes and comparative study of their magnetic properties. K.N. Toosi University of Technology Department of Mechanical Engineering (2013)

17. Pinna, N.: Nanoparticle synthesis in reverse micelles. Max Planck Institute of Colloids and Interfaces

18. Charinpanitkul, T. et al.: Effects of cosurfactant on ZnS nanoparticle synthesis in microemulsion. Sci. Technol. Adv. Mater. 6, 266– 271 (2005)

19. Malik, M.A. et al.: Microemulsion method: a novel route to synthesize organic and inorganic nanomaterials. Arab. J. Chem. 5, 397–417 (2012)

20. Sourmail, T.: Near equiatomic FeCo alloys: constitution, mechanical and magnetic properties. Department of Materials Science and Metallurgy University of Cambridge (2006)

21. Zhao, D.-L., Li, X., Shen, Z.-M.: Microwave absorbing property and complex permittivity and permeability of epoxy composites containing Ni-coated and Ag filled carbon nanotubes. Compos. Sci. Technol. 68, 2902–2908 (2008)

22. Panneer Muthuselvam, I., Bhowmik, R.N.: Structural phase stability and magnetism in Co2FeO4 spinel oxide. Department of Physics, Pondicherry University, R. Venkataraman Nagar, Kalapet, Pondicherry 605014, India

23. Li, H., Wang, J., Huang, Y., Yan, X., Qi, J., Liu, Y.Z.: Microwave absorption properties of carbon nanotubes and tetrapod-shaped ZnO nanostructures composites. Mater. Sci. Eng. B 175, 81–85 (2010)

24. Cao, J., Fu, W., Yang, H., Yu, Q., Zhang, Y., Wang, S., Zhao, H.,Sui, Y., Zhou, X., Zhao, W., Leng, Y., Zhao, H., Chen, H., Qi, X.: Fabrication, characterization and application in electromagnetic wave absorption of flower-like ZnO/Fe3O4 nanocomposites. Mater. Sci. Eng. B 175, 56–59 (2010)

25. Phang, S.W., Tadokoro, M., Watanabe, J., Kuramoto, N.: Synthesis, characterization and microwave absorption property of doped polyaniline nanocomposites containing TiO2 nanoparticles and carbon nanotubes. Synth. Met. 158, 251–258 (2008)

26. Farahmandjou M., Honarbakhsh S., Behrouzinia S.: FeCo nanorods preparation using new chemical synthesis. J. Supercond. Novel Magn. 31, 4147-52 (2018)

27. Cardoso, V. F., Francesko, A., Ribeiro, C., Bañobre‐López, M., Martins, P., Lanceros‐Mendez, S.: Advances in magnetic nanoparticles for biomedical applications. Adv. Healthcare Mater. 7, 1700845 (2018).

28. Yuan, J., Li, C. F., Liu, Z. Q., Wu, D., & Cao, L.:Synthesis of variously shaped magnetic FeCo nanoparticles and the growth mechanism of FeCo nanocubes. Cryst. Eng. Comm, 19, 6506-6515 (2017)

29. Karimi, M., Hassanzadeh-Tabrizi, S. A., & Saffar-Teluri, A.: In situ reverse co-precipitation synthesis and magnetic properties of CuO/CuFe 2 O 4 nanocomposite. J. Sol-Gel Sci. Technol., 83, 124-131 (2017)

30. Rahimi-Nasrabadi, M., Mokarian, M. H., Ganjali, M. R., Kashi, M. A., & Arani, S. A.: Synthesis, characterization, magnetic and microwave absorption properties of iron–cobalt nanoparticles and iron–cobalt@ polyaniline (FeCo@ PANI) nanocomposites. J. Mater. Sci.- Mater. Electron. 29(14), 12126-12134 (2018).

31- خ. قیصری، چ.ک. انگ، "اثر غلظت کبالت بر رفتار مغناطیسی لایه های نازک آلیاژ آهن-کبالت تولید شده به روش کند و پاش موربی"، مجله مواد نوین، جلد 11، شماره 41، ص 102-91، پاییز 1399.