Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка способов получения наночастиц магнетита (оксида железа (II, III)) заданного размера для актуальных задач фотоники, медицины и электроники

Докладчик: Гришечкина Елена Витальевна

Должность: старший научный сотрудник

Цель проекта:
В настоящее время важной задачей является разработка способов получения сферических наночастиц Fe3O4, позволяющих контролировать размер и распределение частиц по размерам. Для целей фотоники, медицины и электроники перспективно использование сферических наночастиц Fe3O4 размером более 30 нм. Наличие воспроизводимых способов получения таких частиц позволит использовать их при решении приоритетных задач в указанных выше областях. Однако в настоящее время получение частиц размером более 30 нм связано с использованием дорогостоящего оборудования и рядом технологических трудностей, что увеличивает себестоимость конечного продукта. Чтобы обеспечить потребность промышленности в частицах Fe3O4 заданного размера, морфологии, с узким распределением по размерам и низкой себестоимостью, необходимо обладать воспроизводимыми способами получения таких частиц, которые предусматривали бы использование простого оборудования, поддавались масштабированию, предполагали короткий производственный цикл. Таким образом, цель данной работы – разработать способы получения сферических наночастиц Fe3O4 заданного размера в интервале от 30 до 200 нм с узким распределением частиц по размерам с целью использования их для решения актуальных задач фотоники, медицины и электроники.

Основные планируемые результаты проекта:
1 Обзор научно-технической литературы, содержащий анализ существующих методов получения наночастиц Fe3O4; полученные результаты будут содержать выявленные наиболее важные условия получения наночастиц Fe3O4, влияющие на их размер, морфологию и распределение по размерам. На основании этих результатов будет выбрано направление исследований и метод получения наночастиц Fe3O4 заданного размера.
2 Патентные исследования по ГОСТ Р 15.011-96.
Обзор литературы и патентные исследования необходимы для подробного изучения существующего уровня науки и техники в области получения наночастиц Fe3O4. Это необходимо для проведения дальнейших исследований и разработок, обладающих научной актуальностью и выбора подходящих путей решения задач, стоящих перед ПНИ.
3 Результаты исследований влияния условий синтеза наночастиц Fe3O4 на их размер и морфологию.
Полученные зависимости представляют собой основные научные результаты ПНИ. Результаты этих исследований будут использованы для разработки способов получения наночастиц Fe3O4 заданного размера. На основе этих результатов планируется написание научных публикаций.
4 Лабораторные методики получения наночастиц Fe3O4 заданного размера.
Методики будут предназначены для синтеза экспериментальных образцов наночастиц Fe3O4 заданного размера в рамках проводимых ПНИ. Методики должны быть получены на основе экспериментальных исследований по определению влияния условий синтеза наночастиц Fe3O4 на их размер, морфологию и др., должны основываться на оптимальных условиях их получения.
5 Экспериментальные образцы наночастиц Fe3O4 заданного размера.
Экспериментальные образцы наночастиц Fe3O4 заданного размера будут предназначены для демонстрации действенности способов их получения, разработанных в рамках данного ПНИ.
6 Результаты влияния условий получения дисперсий наночастиц Fe3O4 на их устойчивость к агрегации и седиментации.
Полученные зависимости представляют собой основные научные результаты ПНИ. Результаты этих исследований будут использованы для разработки способов получения дисперсий наночастиц Fe3O4 заданного размера. На основе этих результатов планируется написание научных публикаций.
7 Лабораторные методики получения дисперсий наночастиц Fe3O4 заданного размера.
Методики предназначены для получения экспериментальных образцов дисперсий наночастиц Fe3O4 заданного размера в рамках проводимых ПНИ и должны быть разработаны на основе экспериментальных исследований по определению влияния условий получения дисперсий наночастиц Fe3O4 на устойчивость к агрегации и седиментации.
8 Экспериментальные образцы дисперсий наночастиц Fe3O4 заданного размера.
Экспериментальные образцы дисперсий наночастиц Fe3O4 заданного размера предназначены для демонстрации действенности способов их получения, разработанных в рамках данного ПНИ. В дальнейшем аналогичные экспериментальные образцы могут быть использованы в исследованиях и разработках, направленных на решение актуальных задач фотоники, медицины и электроники.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Полученные результаты могут быть использованы в медицине для диагностики злокачественных опухолей, фотонике для получения новых оптических датчиков и электронике для получения новых устройств записи информации.

Текущие результаты проекта:
На первом этапе выполнены работы по выбору направления исследований в рамках прикладных научных исследований по теме «Разработка способов получения наночастиц магнетита (оксида железа (II, III)) заданного размера для актуальных задач фотоники, медицины и электроники».
Были проведены экспериментальные исследования по выбору наиболее оптимального способа получения таких частиц. Было показано, что сонохимическим методом и методом химического соосаждения можно получить частицы размером до 90 и 70 нм соответственно, сольвотермальным способом – до 500 нм, высокотемпературным – до 210 нм. Наиболее перспективным методом получения частиц магнетита заданного размера является высокотемпературный способ, т. к. он предполагает использование простого аппаратурного оформления и обеспечивает высокий выход продукта. Полученный результат не уступает, а в некоторых случаях превосходит, результатам, полученным зарубежными исследователями. Преимущества полученных результатов в том, что:
1) предложенный подход не предполагает использования щелочи, что позволяет уменьшить количество примесных катионов щелочных металлов;
2) синтез возможно проводить при более низких температурах;
2) частицы магнетита заданного размера были получены с использованием коммерчески доступных нетоксичных исходных реагентов.