Biomimetic synthesis, magnetic properties and applications of magnetite nanoparticles

Demir oksitler doğada yaygın olan ve bir çok farklı disiplin için önemi büyük olan inorganik bileşiklerdir. Bu bileşiklerin bir üyesi olan magnetit, mükemmel manyetik özellikleri ve biyouyumluluğu sayesinde üzerinde en çok çalışılmış, doğal yollarla oluşan bir mineraldir. Magnetit nanoparçacıkların farklı uygulamalarda, etkin kullanımları stabilitelerine, boyutlarına ve şekillerine göre değişkenlik göstermektedir. Her ne kadar, yüksek sıcaklık ve/veya komplike sentez yöntemleri kullanımı olmadan magnetit morfolojisini kontrol etmek zor olsa da, magnetit nanoparçacıklarının demir (II) hidroksit prekursörünün kısmi oksidasyonunun doğal koşullarda (oda sıcaklığı ve su içerisinde) sentezi esnasında çözülebilir bir poli(amino asit) ile etkileşim sayesinde manyetit nanoparçacıklarının oluşumlarının düzenlenebilme olasılığı gösterilmiştir. Magnetit nanoparçacıkların sulu ortamdaki stabiliteleri ilaç taşınımı, ısı transferi ve manyetik hipertermi gibi uygulamalarda esas olduğu için, kısmi oksidasyon ve birlikte çöktürme yöntemleri ile sentezlenen ferrimanyetik ve süperparamanyetik magnetit nanoparçacıklar sırasıyla poli(akrilik asit) ve poli(etilen imin)-graft-poli(oligo(etilen glikol metil eter) ile işlevselleştirilmiştir. Bu polimerleri kullanarak elde edilen sulu ortam stabilitesi, magnetit-polimer komplekslerinin farklı uygulamalarda kullanımını elverişli hale getirmiştir. Literatürden elde edilen bilgilere göre, bu tarz yüzey kaplamaları manyetik olarak düzensiz bir katman oluşturup toplam manyetik faz miktarını azaltabilmektedirler. Bu sebepten ötürü, manyetik fazda gerçekleşen azalma miktarı amin ve karboksil grubu ile işlevselleştirilmiş magnetit nanoparçacıkları için incelenmiştir. Sonuçlar gerçekten de toplam manyetik fazda bir azalma olduğunu göstermiş ve magnetit nanoparçacıklarının manyetik özelliklerinin optimize edilmesi için bu düşüşün dikkate alınması gerekliliğinin altını çizmiştir. Son olarak, süperparamagnetik magnetit nanoparçacıklarının eklenmesi sonucu suyun termal iletkenliğinin değişimi incelenmiştir. Literatüre göre çelişkili olan sonuçlar, suyun termal iletkenliğinin magnetit nanoparçacıklarının eklenmesi sonucu azaldığını ve bu azalmanın sentez yöntemi, sürfaktan çeşidi ve arayüzey termal rezistansı ile ilgili olmadığını göstermiştir.