Регистрация / Вход
Прислать материал

Метод получения гибридных наночастиц магнетит-золото типа «ядро-оболочка»

ФИО: Царева Я.О.

Направление: Нанотехнологии

Научный руководитель: к.ф.-м.н. Савченко Александр Григорьевич

Институт: Институт новых материалов и нанотехнологий

Кафедра: Кафедра Физического материаловедения

Академическая группа: НМ-11-2

Магнитные наноматериалы за последние годы стали одной из наиболее перспективных и динамично развивающихся областей знаний. В настоящее время биомедицина является одним из приоритетных направлений развития науки в Российской Федерации, что обуславливает постановку совершенно новых задач, решение которых приводит к появлению новых направлений исследований. Одним из таких направлений являются бионанотехнологии, объектом которых является создание новых функциональных биосовместимых и биоактивных наноматериалов и эффективных систем для инкапсулирования, адресной доставки и управляемого высвобождения различных лекарственных и биологически-активных веществ в различных водных средах, в том числе в организме человека. Наиболее перспективными с точки зрения физических и магнитных свойств материалами для биомедицинских приложений являются магнитные наночастицы оксидов железа и, в частности, магнетита. Однако в связи с их токсичностью для клеток организма, непосредственное использование магнитных наночастиц не представляется возможным. Одним из возможных путей решения этой проблемы является получение гибридных наночастиц типа «ядро-оболочка», в которых «ядро» – магнетит покрыто инертной неорганической оболочкой (золотом). Золотая оболочка обеспечивает биосовместимость наночастиц, повышение их стабильности и простоту функционализации. Существует много работ, посвященных синтезу таких наночастиц, однако остаётся не решённым целый ряд проблем, связанных с их получением.

В этой связи целью настоящей работы являлась отработка методики получения гибридных наночастиц типа «ядро-оболочка» на основе магнетит-золото различной дисперсности (от 9 до 45 нм). При этом размер частиц варьировали как при помощи изменения метода синтеза ядра, так и способа его покрытия золотой оболочкой. Получение наночастиц магнетита осуществлялось двумя методами: методом соосаждения и методом термического разложения ацетилацетоната железа (III).

Метод соосаждения основан на осаждении солей двух- и трехвалентного железа в слабощелочной (водной) среде. Основным преимуществом метода является его простота и высокий выход наночастиц. Для их дальнейшего покрытия оболочкой важно состояние поверхности наночастиц. С целью исследования этого фактора варьировали среду, которой магнетит промывали после синтеза. В качестве таких сред использовали DI H2O, 2M HClO4, 3M HClO4. Хлорная кислота способна окислять поверхность магнетита до маггемита γ-Fe2O3, который, согласно литературным данным, способствует покрытию золотом. Кроме того, при использовании кислоты для промывания магнетита повышается его стабильность в растворе. Полученный магнетит покрывали золотой оболочкой – путем восстановления золотохлористоводородной кислоты цитратом натрия при кипячении, либо гидрохлоридом гидроксиламина при комнатной температуре. Термическое разложение ацетилацетоната железа (III) проводили в присутствии восстановителя (1,2-гексадекандиола) в органической среде (дифениловый эфир, олеиновая кислота, олеиламин). Покрытие наночастиц золотом осуществляли в аналогичной среде растворителей путем термического разложения ацетата золота в присутствии восстановителя (также использовался 1,2 – гексадекандиол).

Полученные указанными методами наночастицы (до и после покрытия золотой оболочкой) планируется исследовать методами просвечивающей электронной микроскопии, рентгеноструктурного анализа, мёссбауэровской спектроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, а также измерить их магнитные свойства.