Χαρακτηρισμός Μαγνητικών Νανοσωματιδίων για Βιοϊατρικές Εφαρμογές με τη χρήση Ακτινοβολίας Σύγχροτρον
Creators: name: Πατσαμάνης, Γεώργιος Ευαγγέλου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2018
Subjects: Ακτινοβολία σύγχροτρον
Μαγνητικά νανοσωματίδια
Φασματοσκοπία Λεπτής Υφής Απορρόφησης Ακτίνων Χ (XAFS)
Synchrotron radiation
Magnetic nanoparticles
X-ray absorption fine structure (XAFS)

description: Η φασματοσκοπία λεπτής υφής ακμής απορρόφησης ακτίνων Χ (XΑNES) είναι μια ελκυστική τεχνική με δυνατότητα επιλογής του στοιχείου γύρω από το οποίο θα γίνει η μελέτη της δομής, που εφαρμόζεται για τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με την κατάσταση οξείδωσης, το περιβάλλον συναρμογής και την κατάληψη των οπών σε συστήματα οξειδίων του σιδήρου. Νανοσωματίδια μαγνητίτη (Fe3O4), όπως και φερριτών Mn (MnFe2O4) και Co (CoFe2O4), το οποία διερευνώνται ενεργώς ως μέσα για τη θεραπεία καρκινικών όγκων με τη βοήθεια της υπερθερμίας, μελετήθηκαν με τη χρήση της φασματοσκοπίας XANES των ακμών L2,3 και Κ. Τα φάσματα καταγράφηκαν στου κυματοδηγούς KMC-II και RGBL της διάταξης παραγωγής ακτινοβολίας σύγχροτρον BESSY του Helmholtz Zentrum Berlin. Τα χαρακτηριστικά των φασμάτων XANES ακμών K προσαρμόστηκαν χρησιμοποιώντας λορεντζιανές συναρτήσεις για την εύρεση των κατιόντων Fe2+ και Fe3+ σε οκταεδρική και τετραεδρική συναρμογή και για την εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με το σθένος του Fe. Με την ανάλυση των φασμάτων που καταγράφηκαν στην ακμή L2,3¬¬ του Fe πραγματοποιήθηκε σύγκριση στον συνολικό αριθμό των οπών διαφορετικών δειγμάτων νανοσωματιδίων στην d στοιβάδα και προσδιορίστηκε ο λόγος των οπών στις d5/2 και d3/2 καταστάσεις για κάθε δείγμα. Τα αποτελέσματα συσχετίζονται με τις μαγνητικές ιδιότητες των νανοσωματιδίων, οι οποίες εξαρτώνται τόσο από την κατανομή των κατιόντων στις οκταεδρικές και τετραεδρικές θέσεις της δομής του σπινελίου, όσο και από τα επιφανειακά φαινόμενα, τα οποία γίνονται όλο και πιο ισχυρά σε νανοσωματίδια χαμηλότερων διαστάσεων
description: X-Ray Absorption Near Edge Structure (XANES) spectroscopy is a powerful, element-specific technique that is applied in order to obtain information on the oxidation state, coordination environment and hole occupancy in Fe oxide systems. Magnetite (Fe3O4), as well as Mn (MnFe2O4) and Co (CoFe2O4) ferrite nanoparticles, which are actively investigated as media for hyperthermia treatment, are studied by means of L2,3- and K- edge XANES spectroscopy. The spectra were recorded at the KMC-II and RGBL beamlines of the BESSY Synchrotron Radiation Facility of the Helmholtz Zentrum Berlin. The pre-edge features of the Fe K-edge XANES spectra were fitted using Lorentzian functions revealing the presence of Fe2+ and Fe3+ in octahedral and tetrahedral coordination and giving information about the oxidation state of Fe. Analysis of the spectra recorded at the L2,3-edge was applied for comparing the total number of holes in the d band of different nanoparticle samples and determining the ratio of d5/3 versus d3/2 holes for each sample. These results are correlated to the magnetic properties of the nanoparticles, which depend on the cation distribution between octahedral and tetrahedral sites of the spinel structure, as well as on surface effects, which on their turn become more perceivable as the nanoparticles’ dimensions decrease
description: Σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Γκρενόμπλ (Γαλλία), το ΕΚΕΦΕ Δημόκριτος, και το CNRS (Centre National de la Researche Scientifique, Γαλλία)