La recherche en nanotechnologie impliquant le fer et des nanoparticules d'oxyde

Toute matière à l'échelle nanométrique est une nanoparticule. Les nanoparticules sont si petites qu'elles contiennent quelques atomes à quelques milliers d'atomes, par opposition à des matériaux en vrac qui pourraient contenir des milliards d'atomes. Cette différence de taille provoque nanomatériaux présentent des caractéristiques singulières.

Le fer est un élément qui, dans sa forme de vrac, est utilisé dans de telles situations quotidiennes que les rampes d'escalier et les poutres de structure dans des voitures ou des bâtiments. Le fer est également présent dans l'eau et dans le sang, où il aide à transporter l'oxygène.

Le fer est l'un des matériaux qui peuvent être utilisés pour fabriquer des aimants en raison de la façon dont les électrons tournent autour de chaque atome. Et, comme vous le savez, le fer rouille Lorsque vous combinez le fer et l'oxygène pour former de l'oxyde de fer. Il se trouve que les nanoparticules de fer et de l'oxyde de fer peuvent être très utiles.

Nanoparticules Rusty améliorer l'imagerie par résonance magnétique (IRM)

Si le fer est laissé sous la pluie, il va rouiller, et la rouille est composée d'oxyde de fer, une molécule qui contient trois atomes de fer et de quatre atomes d'oxygène.

Comme le fer, l'oxyde de fer a des propriétés magnétiques. Fer a quatre électrons non appariés, alors que l'oxyde de fer n'a que deux électrons non appariés. Du fait que les électrons non appariés font un matériau magnétique, l'oxyde de fer magnétique est moins que le fer. L'oxyde de fer est donc appelé un matériau paramagnétique. Les propriétés paramagnétiques de nanoparticules d'oxyde de fer ne sont pas modifiés à partir du matériau en vrac, sauf que ces minuscules particules peuvent aller où de plus grandes particules ne pourrait jamais.

Par exemple, dans l'imagerie par résonance magnétique (IRM), vous obtenez une meilleure image si nanoparticules paramagnétiques sont attachés à l'objet que vous prenez une image de. Pour cette raison, les chercheurs fonctionnalisation des nanoparticules d'oxyde de fer en les enrobant avec des molécules qui sont attirés par les tumeurs cancéreuses de fournir une meilleure image IRM.

Fabrication de nanoparticules qui ont une âme de nanocristaux d'oxyde de fer entourées par de la silice nanoporeux peut améliorer non seulement les images IRM des tumeurs, mais aussi donner des chercheurs contrôlent plus de la libération de médicaments thérapeutiques.

Nettoyer l'eau du sol avec des nanoparticules de fer

Nanoparticules de fer conservent également des propriétés magnétiques de fer. Ce qui est intéressant est que, comme l'oxyde de fer, ces nanoparticules magnétiques ont une surface accrue. Ceci permet aux nanoparticules de fer soient utiles à la fois dans l'imagerie médicale et de nettoyage de polluants dans les eaux souterraines.

Les chercheurs étudient l'utilisation de nanoparticules de fer comme la prochaine étape au-delà de nanoparticules d'oxyde de fer pour l'imagerie médicale et les traitements tels que les suivants:

  • Administration ciblée de médicaments: Utilisation de nanoparticules avec un noyau de fer, l'administration de médicaments peut être guidée par un champ magnétique à une région particulière du corps d'un patient.

  • Amélioration de l'imagerie IRM et le traitement: Après une image IRM montre que les nanoparticules sont concentrées dans la région malade, un champ électrique magnétique oscillant serait utilisé pour faire vibrer les nanoparticules, créant de la chaleur pour tuer les cellules malades.

  • Traiter l'eau du sol: Nanoparticules de fer sont également utiles dans le nettoyage de polluants organiques dans les eaux souterraines, car ils peuvent donner des électrons à des atomes plus électronégatifs, tels que les atomes de chlore, présents dans la plupart des molécules qui composent les polluants organiques.

    Le don de ces électrons peut causer les molécules se décomposent en molécules inoffensives. Parce que les nanoparticules peuvent rester en suspension dans l'eau souterraine pour une longue période et sont transportés dans tout le système, ils sont utilisés pour traiter de vastes zones de la nappe phréatique.


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