Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2021, выпуск 6 » Статья стр. 807
<<<>>>
Нанокомпозиты оксид графена/оксид железа (GrO/FeOx) для биомедицины: синтез и исследования
DOI: 10.21883/FTT.2021.06.50944.004
Камзин А.С.1, Obaidat I.M.2, Козлов В.С.3, Воронина Е.В.4, Narayanaswamy V.5, Al-Omari I.A.6
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Department of Physics, United Arab Emirates University, Al-Ain, UAE
3Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Санкт-Петербург, Россия
4Институт физики Казанского федерального университета, Казань, Россия
5Department of Geology, United Arab Emirates University, Al-Ain, UAE
6Department of Physics, Sultan Qaboos University, P.O. Box 36, Muscat PC 123, Sultanate of Oman
Email: ASKam@mail.ioffe.ru, iobaidat@uaeu.ac.ae, kozlov_vs1@pnpi.nrcki.ru, evoronina2005@yandex.ru, ASKAM@mail.ioffe.ru, ialomari@squ.edu.om
Поступила в редакцию: 16 января 2021 г.
В окончательной редакции: 16 января 2021 г.
Принята к печати: 21 января 2021 г.
Выставление онлайн: 14 марта 2021 г.
PDF версия
Представлены исследования свойств и структуры магнитных нанокомпозитов оксид графена GrO/оксид железа FeOx, синтезированных механохимическим методом с различным содержанием компонент в весовых процентах, GrO : FeOx, а именно: 20 : 80, 50 : 50 и 80 : 20. Метод механохимического синтеза представляет собой механический процесс измельчения в шаровой мельнице в водной среде порошка оксида железа вместе с оксидом графена. Синтезированные магнитные нанокомпозиты GrO/FeOx исследованы методами рамановской спектроскопии, магнитометра с вибрирующим образцом и мёссбауэровской спектроскопии. Мёссбауэровские исследования позволили определить фазовый состав и структуру синтезированных магнитных нанокомпозитов GrO/FeOx. Данные мёссбауэровской спектроскопии показали, что композиты GrO/FeOx состоят из фазы магнетита Fe3O4 и магнитных наночастиц в парамагнитном состоянии, что согласуется с данными рентгеноструктурных исследований. По результатам мёссбауэровской спектроскопии установлено, что кроме магнетита в магнитных нанокомпозитах GrO/FeOx присутствует гематит alpha-Fe2O3, а также фазы, идентифицированные как карбиды железа и обедненные железом кластеры углерода. Последние не были обнаружены методом рентгеновской дифракции, по-видимому, потому, что их количество незначительно и они находятся в аморфном состоянии. Полученные результаты показывают, что графен является не просто источником углерода при помоле в шаровой мельнице, но обладает собственной реакционной способностью и способностью генерировать новые фазы при механохимической активации. На основании проведенных мёссбауэровских исследований получена уникальная и важная информация о магнитной структуре магнитных нанокомпозитов GrO/FeOx. Результаты исследований позволяют объяснить магнитные свойства магнитных нанокомпозитов GrO/магнитные частицы, что важно для разработки и синтеза с использованием оксида графена высокоэффективных магнитных нанокомпозитов для различных применений, в том числе, для биомедицины. Ключевые слова: нанокомпозит оксид графена/феррооксид, механохимический метод синтеза, мёссбауэровская спектроскопия.
  1. Handbook of Nanomaterials for Industrial Applications / Ed. Chaudhery Mustansar Hussain. Elsevier, Amsterdam (2018). 1076 с
  2. N. Ajinkya, X. Yu, P. Kaithal, H. Luo, P. Somani, S. Ramakrishna. Materials 13, 4644 (2020)
  3. V. Socoliuc, D. Peddis, V.I. Petrenko, M.V. Avdeev, D. Susan-Resiga, T. Szabo, R. Turcu, E. Tombacz, L. Vekas. Magnetochemistry 2, 2 (2019)
  4. N.V.S. Vallabani, S. Singh, A.S. Karakoti. Current Drug Metabolism 20, 457 (2019)
  5. E. Myrovali, N. Maniotis, T. Samaras, M. Angelakeris. Nanoscale Adv. 2, 408 (2020)
  6. A.G. Roca, L. Gutierrez, H. Gavilana, M.E.F. Brollo, S. Veintemillas-Verdaguer, M. del Puerto Morales. Adv. Drug Delivery Rev. 138, 68 (2019)
  7. I.M. Obaidat, V. Narayanaswamy, S. Alaabed, S. Sambasivam, C.V.V. Muralee Gopi. Magnetochemistry 5, 67 (2019)
  8. А.С. Камзин, I.M. Obaidat, А.А. Валлиулин, В.Г. Семенов, I.A. Al-Omari. ФТТ 62, 1715 (2020); А.С. Камзин, I.M. Obaidat, А.А. Валлиулин, В.Г. Семенов, I.A. Al-Omari. ФТТ 62, 1919 (2020)
  9. K. Simeonidis, C. Martinez-Boubeta, D. Serantes, S. Ruta, O. Chubykalo-Fesenko, R. Chantrell, J. Oro-Sole, L. Balcells, A.S. Kamzin, R.A. Nazipov, A. Makridis, M. Angelakeris. ACS Appl. Nano Mater. 3, 4465 (2020)
  10. S. Zhao, X. Yu, Y. Qian, W. Chen, J. Shen. Theranostics 10, 6279 (2020)
  11. K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.V. Grigorieva, A.A. Firsov. Science 306, 666 (2004)
  12. D. Chen, H. Feng, J. Li. Chem. Rev. 112, 6027 (2012)
  13. I.S. Lyubutin, A.O. Baskakov, S.S. Starchikov, K.-Y. Shih, C.-R. Lin, Y.-T. Tseng, S.-S. Yang, Z.-Y. Han, Yu.L. Ogarkova, V.I. Nikolaichik, A.S. Avilov. Mater. Chem. Phys. 219, 411 (2018)
  14. S. Gurunathan, J.-H. Kim. Int. J. Nanomed. 11, 1927 (2016)
  15. P.T. Yin, S. Shah, M. Chhowalla, K.-B. Lee. Chem. Rev. 115, 2483 (2015)
  16. S.M. Mousavi, S.A. Hashemi, Y. Ghasemi, A.M. Amani, A. Babapoor, O. Arjmand. Drug Metabolism Rev. 51, 12 (2019)
  17. B. Thapa, D. Diaz-Diestra, D. Badillo-Diaz, R.K. Sharma, K. Dasari, S. Kumari, M.B. Holcomb, J. Beltran-Huarac, B.R. Weiner, G. Morell. Sci. Rep. 9, 5633 (2019)
  18. V. Narayanaswamy, I.M. Obaidat, A.S. Kamzin, S. Latiyan, S. Jain, H. Kumar, C. Srivastava, S. Alaabed, B. Issa. Int. J. Mol. Sci. 20, 3368 (2019)
  19. E. Peng, E.S.G. Choo, P. Chandrasekharan, C.T. Yang, J. Ding, K.H. Chuang, J.M. Xue. Small 8, 3620 (2012)
  20. H.P. Cong, J.J. He, Y. Lu, S.H. Yu. Small 6, 169 (2010)
  21. X. Yang, X. Zhang, Y. Ma, Y. Huang, Y. Wang, Y. Chen. J. Mater. Chem. 19, 2710 (2009)
  22. F. Li, Y. Huang, K. Huang, J. Lin, P. Huang. Int. J. Molec. Sci. 21, 390 (2020)
  23. S.A. Makharza, G. Cirillo, O. Vittorio, E. Valli, F. Voli, A. Farfalla, M. Curcio, F. Iemma, F.P. Nicoletta, A.A. El-Gendy, G.F. Goya, S. Hampel. Pharmaceuticals 19, 76 (2019)
  24. K. Mahmoudi, A. Bouras, D. Bozec, R. Ivkov, C. Hadjipanayis. International J. Hyperthermia 34, 1316 (2018)
  25. M. Sorescu, M. Allwes. MRS Advances 4, 155 (2019)
  26. W.S. Hummers, R.E. Offeman. J. Am. Chem. Soc. 80, 1339 (1958)
  27. D.C. Marcano, D.V. Kosynkin, J.M. Berlin, A. Sinitskii, Z. Sun, A. Slesarev, L.B. Alemany, W. Lu, J.M. Tour. ACS Nano 4, 4806 (2010)
  28. T.P. Yadav, R.M. Yadav, D.P. Singh. Nanosci. Nanotechnol. 2, 22 (2012)
  29. K. Zhu, Y. Ju, J. Xu, Z. Yang, S. Gao, Y. Hou. Acc. Chem. Res. 51, 404 (2018)
  30. C. Ding, S. Ni, Z. Chen. China Particuology 5, 357 (2007)
  31. M.E. Matsnev, V.S. Rusakov / AIP Conf. Proc. 1489, 178 (2012); M.E. Matsnev, V.S. Rusakov. AIP Conf. Proc. 1622, 40 (2014)
  32. N. Venkatesha, P. Poojar, Y. Qurishi, S. Geethanath, C. Srivastava. J. Appl. Phys. 117, 154702 (2015)
  33. V. Narayanaswamy, H. Kumar, C. Srivastava, S. Alaabed, M. Aslam, A. Mallya, I. Obaidat. Mater. Express 10, 314 (2020)
  34. A.L. Patterson. Phys. Rev. 56, 978 (1939)
  35. A. Kaniyoor, S. Ramaprabhu. AIP Advances 2, 032183 (2012)
  36. R.N. Panda, N.S. Gajbhiye, G. Balaji. J. Alloys Compd. 326, 50 (2001)
  37. S. M rup, E. Brok, C. Frandsen. J. Nanomaterials ID 720629 (2013)
  38. А.С. Камзин, А. Bingolbali, N. Dogan, Z. Yesil, M. Asilturk. Письма в ЖТФ 45, 19, 51 (2019)
  39. Я. Смит, Х. Вейн. Ферриты. Изд-во ИЛ., М. (1962). 504 с
  40. E. Murad, J.H. Johnston. Mossbauer spectroscopy applied to inorganic chemistry / Ed. G.J. Long. Plenum Ргеss, N.Y. (1987). V. 2. P. 507--582
  41. M. Starowicz, P. Starowicz, J. Zukrowski, J. Przewoznik, A. Lemanski, C. Kapusta, J. Banas. J. Nanopart. Res. 13, 7167 (2011)
  42. S.J. Oh, D.C. Cook, H.E. Townsend. Hyperfine Interact. 112, 59 (1998)
  43. V. Chlan, J. Zukrowski, A. Bosak, Z. Kakol, A. Koz owski, Z. Tarnawski, R. vRezncek, H. vStvepankova, P. Novak, L. Bia o, J.M. Honig. Phys. Rev. B 98, 125138 (2018)
  44. F. van der Woude, G.A. Sawatzky. Phys. Rev. B 4, 3159 (1971)
  45. И.Н. Захарова, М.А. Шипилин, В.П. Алексеев, А.М. Шипилин. Письма в ЖТФ 38, 2, 1 (2012)
  46. Р.Л. Аренц, Ю.В. Максимов, И.П. Суздалев, В.К. Имшенник, Ю.Ф. Крупянский. ФММ 36, 277 (1973)
  47. P. Matteazzi, G. Le Caer. J. Amer. Ceram. Soc. 74, 1382 (1991)
  48. В.А. Баринов, В.А. Цурин, В.А. Казанцев, В.Т. Суриков. ФММ 115, 57 (2014)
  49. M. Sorescu, R. Trotta. MRC Advances 1, 221 (2015)
  50. K. Loizou, S. Mourdikoudis, A. Sergides, M.O. Besenhard, C. Sarafidis, K. Higashimine, O. Kalogirou, S. Maenosono, N. Thi, K. Thanh, A. Gavriilidis. ACS Appl. Mater. Interfaces. 12, 28520 (2020)
  51. X.W. Liu, S. Zhao, Y. Meng, Q. Peng, A.K. Dearden, C.F. Huo, Y. Yang, Y.W. Li, X.D. Wen, Sci. Rep. 6, 26184 (2016)
  52. G. Schinteie, V. Kuncser, P. Palade, F. Dumitrache, R. Alexandrescu, I. Morjan, G. Filoti. J. Alloys Comp. 564, 27 (2013)
  53. F. Dumitrache, I. Morjan, C. Fleacaa, R. Birjega, E. Vasile, V. Kuncser, R. Alexandrescu. Appl. Surf. Science 257, 5265 (2011)
  54. H. Khurshid, Y.A. Abdu, E. Devlin, B.A. Issa, G.C. Hadjipanayis. RSC Adv. 10, 28958 (2020)
  55. X.W. Liu, Z. Cao, S. Zhao, R. Gao, Y. Meng, J.X. Zhu, C. Rogers, C.F. Huo, Y. Yang, Y.W. Lim, X.D. Wen. J. Phys. Chem. C 121, 21390 (2017)
  56. С.В. Ломаева. ФММ 104, 403 (2007)
  57. Е.П. Елсуков, Г.А. Дорофеев, В.М. Фомин, Г.Н. Коныгин, А.В. Загайнов, А.Н. Маратканова. ФММ 94, 43 (2002)
  58. E. Bauer-Grosse, G. Le Caer. Phil. Mag. 56, 485 (1987)
  59. I.S. Lyubutin, C.-R. Lin, Y.-T. Tseng, A. Spivakov, A.O. Baskakov, S.S. Starchikov, K.O. Funtov, C.-J. Jhang, Y.-J. Tsai, H.-S. Hsu. Mater. Charact. 150, 213 (2019)
  60. J. Yu, F. Chen, W. Gao, Y. Ju, X. Chu, S. Che, F. Sheng, Y. Hou. Nanoscale Horiz. 2, 81 (2017)
  61. A. Bordet, R.F. Landis, Y.W. Lee, G.Y. Tonga, J.M. Asensio, C.H. Li, P.-F. Fazzini, K. Soulantica, V.M. Rotello, B. Chaudret. ACS Nano 13, 2870 (2019)
  62. A. Gangwar, S.S. Varghese, S.S. Meena, C.L. Prajapat, N. Gupta, N.K. Prasad. J. Magn. Magn. Mater. 481, 251 (2019).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme