TÍNH CHẤT TỪ PHỤ THUỘC KÍCH THƯỚC HẠT CỦA VI LỎNG NANO SẮT TỪ: MỘT NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG MÁY TÍNH

Nguyễn Thanh Hoàng, Nguyễn Lê Hoài Phương, Nguyễn Mạnh Tuấn

Tóm tắt


 

Vài thập kỉ trở lại đây, vi lỏng nano từ tính là một ứng cử viên tiềm năng cho nghiên cứu y sinh học. Tính chất từ tính của chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá hiệu quả của các ứng dụng lâm sàng trong y sinh học. Nó bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là kích thước hạt. Trong bài báo này, chúng tôi trình bày một nghiên cứu mô phỏng máy tính nhằm đánh giá ảnh hưởng của kích thước hạt đến tính chất từ của vi lỏng chứa tổ hợp các hạt nano sắt từ (Fe3O4) với sự thay đổi kích thước vật lí của chúng trong khoảng từ 2 nm đến 20 nm (Khoảng kích thước quan trọng cho các ứng dụng y sinh học). Các kết quả thu được cho thấy tính chất từ của vi lỏng phụ thuộc mạnh mẽ vào kích thước của các hạt nano thành phần. Ngoài ra, kết quả mô phỏng cũng được tham chiếu với các kết quả thu được từ thực nghiệm được báo cáo bởi các tác giả khác trong thời gian gần đây, cho thấy sự phù hợp tốt và đưa ra một số tiên nghiệm có giá trị nhất định.

   

 


Từ khóa


mô phỏng máy tính; tính chất từ; vi lỏng nano; kích thước hạt

Toàn văn:

PDF (English)

Trích dẫn


Aharoni, A. (1992). Relaxation processes in small particles. In Magnetic properties of fine particles (pp. 3-11). Elsevier.

Andrievski, R. A., & Glezer, A. M. (2001). Size effects in properties of nanomaterials. Scripta materialia, 44(8-9), 1621-1624.

Arjmand, D., Poluektov, M., & Kreiss, G. (2018). Atomistic-continuum multiscale modelling of magnetisation dynamics at non-zero temperature. Advances in Computational Mathematics, 44(4), 1119-1151.

Bowden, G. J., Stenning, G. B. G., & Van der Laan, G. (2016). Inter and intra macro-cell model for point dipole–dipole energy calculations. Journal of Physics: Condensed Matter, 28(6), 066001.

Berkov, D. V. (2002). Fast switching of magnetic nanoparticles: Simulation of thermal noise effects using the Langevin dynamics. IEEE transactions on magnetics, 38(5), 2489-2495.

Dadwal, A., & Joy, P. A. (2020). Particle size effect in different base fluids on the thermal conductivity of fatty acid coated magnetite nanofluids. Journal of Molecular Liquids, 303, 112650.

Evans, R. F., Fan, W. J., Chureemart, P., Ostler, T. A., Ellis, M. O., & Chantrell, R. W. (2014). Atomistic spin model simulations of magnetic nanomaterials. Journal of Physics: Condensed Matter, 26(10), 103202.

Ganesan, V., Louis, C., & Damodaran, S. P. (2018). Novel nanofluids based on magnetite nanoclusters and investigation on their cluster size-dependent thermal conductivity. The Journal of Physical Chemistry C, 122(12), 6918-6929.

Gawali, S. L., Shelar, S. B., Gupta, J., Barick, K. C., & Hassan, P. A. (2021). Immobilization of protein on Fe3O4 nanoparticles for magnetic hyperthermia application. International Journal of Biological Macromolecules, 166, 851-860.

Gilbert, T. L. (1955). A Lagrangian formulation of the gyromagnetic equation of the magnetization field. Phys. Rev., 100, 1243.

Gubernatis, J. E. (2005). Marshall Rosenbluth and the Metropolis algorithm. Physics of plasmas, 12(5), 057303.

García-Palacios, J. L., & Lázaro, F. J. (1998). Langevin-dynamics study of the dynamical properties of small magnetic particles. Physical Review B, 58(22), 14937.

Kappiyoor, R., Liangruksa, M., Ganguly, R., & Puri, I. K. (2010). The effects of magnetic nanoparticle properties on magnetic fluid hyperthermia. Journal of Applied Physics, 108(9), 094702.

Kianfar, E. (2021). Magnetic nanoparticles in targeted drug delivery: a review. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 34(7), 1709-1735.

Köseoglu, Y., & Kavas, H. (2008). Size and surface effects on magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 8(2), 584-590.

Kril, C. E., & Birringer, R. (1998). Estimating grain-size distributions in nanocrystalline materials from X-ray diffraction profile analysis. Philosophical Magazine A, 77(3), 621-640.

Li, Q., Kartikowati, C. W., Horie, S., Ogi, T., Iwaki, T., & Okuyama, K. (2017). Correlation between particle size/domain structure and magnetic properties of highly crystalline Fe3O4 nanoparticles. Scientific reports, 7(1), 1-7.

Lue, J. T. (2007). Physical properties of nanomaterials. Encyclopedia of nanoscience and nanotechnology, 10(1), 1-46.

Ludwig, F., Eberbeck, D., Loewa, N., Steinhoff, U., Wawrzik, T., Schilling, M., & Trahms, L. (2013). Characterization of magnetic nanoparticle systems with respect to their magnetic particle imaging performance. Biomedizinische Technik/Biomedical Engineering, 58(6),

-545.

Mamiya, H., Fukumoto, H., Cuya Huaman, J. L., Suzuki, K., Miyamura, H., & Balachandran, J. (2020). Estimation of magnetic anisotropy of individual magnetite nanoparticles for magnetic hyperthermia. ACS nano, 14(7), 8421-8432.

Ma, M., Wu, Y., Zhou, J., Sun, Y., Zhang, Y., & Gu, N. (2004). Size dependence of specific power absorption of Fe3O4 particles in AC magnetic field. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 268(1-2), 33-39.

Mason, T. G., Wilking, J. N., Meleson, K., Chang, C. B., & Graves, S. M. (2006). Nanoemulsions: formation, structure, and physical properties. Journal of Physics: condensed matter,

(41), R635.

Niculescu, A. G., Chircov, C., & Grumezescu, A. M. (2021). Magnetite nanoparticles: Synthesis methods–A comparative review. Methods.

Nithya, R., Thirunavukkarasu, A., Sathya, A. B., & Sivashankar, R. (2021). Magnetic materials and magnetic separation of dyes from aqueous solutions: A review. Environmental Chemistry Letters, 19, 1275-1294.

Paradezhenko, G. V., Yudin, D., & Pervishko, A. A. (2021). Random iron-nickel alloys: From first principles to dynamic spin fluctuation theory. Physical Review B, 104(24), 245102.

Upadhyay, S., Parekh, K., & Pandey, B. (2016). Influence of crystallite size on the magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, 678, 478-485.

Wu, J., Pei, L., Xuan, S., Yan, Q., & Gong, X. (2016). Particle size dependent rheological property in magnetic fluid. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 408, 18-25.

Zhi, H., Ma, T., Pei, D., & Sun, H. (2020). A novel magnetic dipole inversion method based on tensor geometric invariants. AIP Advances, 10(4), 045131.




DOI: https://doi.org/10.54607/hcmue.js.20.3.3677(2023)

Tình trạng