(Рекомендовано членом редакційної колегії д-ром геол. наук, доц. О.В.Митрохиним)
Стаття присвячена дослідженню впливу різних параметрів (ультразвук, магнітне поле) на властивості синтетичних наночастинок магнетиту. Розробка технологій створення синтетичних аналогів магнітних мінералів, локалізованих у тканинах живих організмів, в тому числі і в організмі людини, є актуальною для вирішення широкого кола мінералогічних, медико-біологічних та матеріалознавчих задач. Магнетит є одним з фізіогенних біомінеральних утворень в живих організмах, формування якого контролюється на генному рівні. Відомо, що магнітовпорядковані біогенні наночастинки оксидів та гідроксидів заліза, слугують для здійснення широкого ряда біологічних функцій, в тому числі, відповідають за орієнтацію тварин в просторі та грають важливу роль в функціонуванні мозку. Такі організми як перелітні птахи, бджоли, риби завдяки наявності магнетиту орієнтуються в просторі ("магнітний компас"), тому з-поміж багатьох відомих біомінералів магнетит завжди привертає до себе широкий інтерес. В статті розглянуто способи синтезу наночастинок магнетиту під впливом магнітного поля та ультразвуку. Описано хімічний метод со-осадження, як один з найбільш простих методів синтезу магнітних наночастинок. Зразки наночастинок було синтезовано методом со-осадження солей Fe3+ та Fe2+ в лужному середовищі під впливом ультразвуку та магнітного поля і досліджено методами магнітометрії та рентгенофазового аналізу. Основну увагу автори статті акцентують на дослідженні магнітних властивостей та визначенні розміру кристалітів отриманого мінералу. В результаті проведених досліджень авторами встановлено та проаналізовано залежність розміру кристалітів від різних умов синтезу. Отримані експериментальні результати показали, під впливом ультразвуку розмір синтезованих наночастинок збільшується в порівнянні з наночастинками, отриманими без впливу ультразвуку. Встановлено, що зі збільшенням розміру наночастинок збільшується намагніченість зразків. Отримані дані можуть бути використані при розробці методів синтезу аналогів біогенного магнетиту. Стаття може бути корисною для викладачів, студентів, наукових співробітників, для всіх, хто цікавиться біомінералогією та питанням синтезу магнітних наночастинок.
This paper deals with different factors (ultrasonication, magnetic field) in determining the properties of synthesized magnetite nanoparticles. Development of technologies for creating synthetic analogues of magnetic minerals localized in human and other living organism tissues is of great importance in solving a wide range of mineralogical, medical-biological and material science problems. Magnetite is one of the physiological biominerals in living organisms, its formation being genetically determined. Magnetically ordered biogenic nanoparticles of iron oxides and hydroxides, which are biominerals, are known to realize a wide range of biological functions, including animals' orientation in space, and to play an important role in brain functioning. Migratory birds, bees, fish develop a sense of direction in space ("magnetic compass") due to the presence of magnetite, which is why this vital biomineral is of wide scientific interest. The paper describes the methods of magnetite nanoparticle synthesis using a magnetic field and ultrasound. Co-precipitation is described as one of the easiest chemical methods of synthesizing magnetic nanoparticles. Samples were synthesized by employing the method of co-precipitation of Fe3+ and Fe2+ salts in an alkaline medium involving ultrasound and magnetic fields. X-ray diffraction and magnetometry were used to study the samples. Special attention was given to the magnetic properties and determining the crystallite size of the produced mineral. The research results showed a correlation between the crystallite size and various synthesis conditions. With ultrasound applied, the size of the synthesized nanoparticles tends to be bigger as compared to that of the nanoparticles obtained without ultrasonication. It was determined that magnetization of samples increases with the increase in the size of nanoparticles. The research results are summarized in the tables and illustrations presented in the paper. The obtained data can be used for developing and improving the technologies for biogenic magnetite analogue synthesis. The paper could be of use to teachers, students, and researchers interested in biomineralogy and magnetic nanoparticle synthesis.
Статья посвящена вопросу синтеза аналогов биогенного магнетита. Разработка технологий создания синтетических аналогов магнитных минералов, локализованных в тканях живых организмов, в том числе и в организме человека, особенно актуальна в условиях развития науки и медицины. Магнетит является одним из физиогенних биоминеральных образований в живых организмах, формирование которого определяется генетически. В живых организмах, в организме человека биогенный магнетит отвечает за перенос и запас железа. Такие организмы как перелетные птицы, пчелы, рыбы благодаря наличию магнетита ориентируются в пространстве ("магнитный компас"), поэтому из многих известных биоминералов магнетит всегда привлекает к себе широкий интерес. В статье рассмотрен синтез наночастиц биогенного магнетита под воздействием магнитного поля и ультразвука. Описан химический метод со-осаждения, как один из самых простых методов синтеза магнитных наночастиц. Образцы наночастиц были синтезированы методом со-осаждения солей Fe3+ и Fe2+ в щелочной среде под воздействием ультразвука и магнитного поля и исследованы методами магнитометрии и рентгенофазового анализа. Основное внимание авторы статьи акцентируют на исследовании магнитных свойств и определении размера кристаллитов полученного минерала. В результате проведенных исследований авторами установлена и проанализирована зависимость размера кристаллитов от различных условий синтеза. Полученные экспериментальные результаты показали, что в условиях магнитного поля размер синтезированных наночастиц увеличивается, под воздействием ультразвука он увеличивается существенно. Установлено, что с увеличением размера наночастиц увеличивается намагниченность образцов. Представленные в статье таблицы и иллюстрации предоставляют информацию о полученных результатах исследований. Полученные данные могут быть использованы при синтезе аналогов биогенного магнетита. Статья может быть полезной для преподавателей, студентов, работников медицинской отрасли, для всех, кто интересуется биоминералогией и вопросами синтеза магнитных наночастиц.
