СИНТЕЗ И ФУНКЦИОНАЛИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ (Mg, Zn)_xFe_3–xO₄

Методом соосаждения с Na₂CO₃ из растворов солей получены наночастицы твердых растворов в системе (Mg, Zn)_xFe_3–xO₄ (x ≤ 0,3). Для ряда составов (Mg_0,1Fe_2,9O₄, Mg_0,05Zn_0,1Fe_2,85O₄, Zn_0,18Fe_2,82O₄) обнаружен рост намагниченности насыщения по сравнению с незамещенным магнетитом (MS = 64 А·м2 ·кг–1), что объясняется склонностью ионов цинка и малых количеств ионов магния занимать в решетке магнетита преимущественно тетраэдрические пустоты. В случае совместного замещения цинком и магнием в системе (Mg, Zn)_xFe_3–xO₄ вплоть до х = 0,3 значения намагниченности насыщения незначительно снижаются относительно магнетита, однако остаются на постоянном уровне (MS ≈ 58 А·м² ·кг–1), предположительно благодаря стабилизирующему влиянию ионов магния. Ультразвуковым диспергированием нанопорошков в водных растворах полиэлектролитов получали коллоидные растворы наночастиц в неагломерированном состоянии. Наилучшей седиментационной устойчивостью (45 дней) обладают наночастицы, модифицированных слоем положительно заряженного полиэлектролита. Их гидродинамический диаметр не превышает 200 нм, причем преобладает фракция частиц с размерами 40–80 нм. 

1. Наноматериалы на основе твердых растворов ферритов для низкочастотной магнитной гипертермии злокачественных опухолей / Д. А. Котиков [и др.] // Свиридовские чтения: сб. ст. – Минск: НИИФХП БГУ, 2012. – Вып. 8. – C. 59–67.

2. Першина, А. Г. Использование магнитных наночастиц в биомедицине / А. Г. Першина, А. Э. Сазонов, И. В. Мильто // Бюллетень сибирской медицины. – 2008. – № 2. – С. 70–78.

3. Соснов, А. В. Разработка систем доставки лекарственных средств с применением микро- и наночастиц / А. В. Соснов, Р. В. Иванов, К. В. Балакин // Качественная клиническая практика. – 2008. – № 2. – С. 4–12.

4. Ultrasensitive detection and molecular imaging with magnetic nanoparticles / J. Yang [et al.] // The Analyst. – 2008. – Vol. 133. – P.154–160.

5. Wan, J. Facile synthesis of zinc ferrite nanoparticles as non-lanthanide T1 MRI contrast agents / J. Wan, X. Jiang, H. Li, K. Chen // J. Mater. Chem. – 2012. – Vol.22. – P. 13500–13505.

6. Zinc ferrite nanoparticles as MRI contrast agents / C. Barcena [et al.] // Chem. Commun. – 2008. – Р. 2224–2226.

7. New environmental non-toxic agents for preparation of core-shell magnetic nanoparticles / A. E. Chekanova [et al.] // Mendeleev Commmunication. 2009. – Vol. 19. – P. 1–4.

8. Preparation of ZnFe2O4 nanoparticles in the template of silk-fibroin peptide and their neuro-cytocompability in PC12 cells / J. Liu [et al.] // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2013. – Vol. 107. – P. 19–26.

9. Petrova, E. Non-agglomerated magnetic nanoparticles for biodetection, imaging and drug delivery / E. Petrova, D. Kotikov, V. Pankov // Proc. 14th European Conf. Solid State Chem. Bordeaux. – Paris, NISC, 2013. – P. 65.

10. Structure and magnetic properties of manganese–zinc-ferrites prepared by spray pyrolysis method / D. Kotsikau [et al.] // Solid State Sci. – 2015. – Vol. 39. – P. 69–73.

11. Паньков, В. В. Физико-химические процессы синтеза многокомпонентных оксидов для создания новых функциональных магнитных и проводящих материалов / В. В. Паньков // Вестник БГУ. Сер. 2. – 2011. – № 3. – C. 30–37.

12. Structure, morphology and magnetic properties of MgxZn1–xFe2O4 ferrites prepared by polyol and aqueous coprecipitation methods: a low-toxicity alternative to NixZn1-xFe2O4 ferrites / A. Daigle [et al.] // Nanotech. – 2011. – Vol. 22. – P. 305708.

13. Liu, J. Magnetic behavior of Zn-Doped Fe3O4 nanoparticles estimated in terms of crystal domain size / J. Liu, Y. Bin, M. Matsuo // J. Phys. Chem. C. – 2012. – Vol. 116 (1). – P. 134–143.

14. Petrova, E. Structural characterization and magnetic properties of sol-gel derived ZnxFe3-xO4 nanoparticles / E. Petrova, D. Kotsikau, Vol. Pankov // JMMM. – 2015. – Vol. 378. – P. 429–435.

15. Magnetic Behaviors of Mg- and Zn-Doped Fe3O4 Nanoparticles Estimated in Terms of Crystal Domain Size, Dielectric Response, and Application of Fe3O4/Carbon Nanotube Composites to Anodes for Lithium Ion Batteries / Z. Lv [et al.] // J. Phys. Chem. C. – 2015. – Vol. 119 (46). – P. 26128–26142.

16. Карпова, С. С. Исследование влияния кислотно-основных свойств поверхности оксидов ZnO, Fe2O3 и ZnFe2O4 на их газочувствительность по отношению к парам этанола / С. С. Карпова и др. // Физика и техника. – 2013. – Т. 47 (8). – С. 1022–1026.

17. Sanpo, N. Biocompatibility of transition metal-substituted cobalt ferrite nanoparticles / N. Sanpo [et al.] // J. Nanopart. Res. – 2014. – Vol. 16. – P. 2510–2522.

18. Santos, H. M. Ultrasound in Chemistry: Analytical Applications / H. M. Santos, C. Lodeiro, J. L. Capello-Martinez // J. L. Capelo-Martinez Ed. – Wiley-VCH: Weinheim. – 2009. – P. 1–16.

19. Lvov, Y. Making aqueous nanocolloids from low soluble materials: LbL shells on nanocores. / Y. Lvov, P. Pattekari, T. Shutava // Multilayer Thin Films: Sequential Assembly of Nanocomposite Materials / Eds. G. Decher, J. Schlenoff. – Wiley-VCH, NY, London, 2012. – Chapter 14. – P. 151–170.