Structural and magnetic study of zinc-doped magnetite nanoparticles and ferrofluids for hyperthermia applications

Autores
Mendoza Zélis, Pedro; Pasquevich, Gustavo Alberto; Stewart, Silvana Jacqueline; Fernandez Van Raap, Marcela Beatriz; Aphesteguy, Juan Carlos; Bruvera, Ignacio Javier; Laborde, C.; Pianciola, Betiana Noelia; Jacobo, Silvia Elena; Sánchez, Francisco Homero
Año de publicación
2013
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Cubic-like shaped ZnxFe3−xO4 particles with crystallite mean sizes D between 15 and 117 nm were obtained by co-precipitation. Particle size effects and preferential occupation of spinel tetrahedral site by Zn2+ ions led to noticeable changes of physical properties. D ≥ 30 nm particles displayed nearly bulk properties, which were dominated by Zn concentration. For D ≤ 30 nm, dominant magnetic relaxation effects were observed by Mössbauer spectroscopy, with the mean blocking size DB ~ 13 to 15 nm. Saturation magnetization increased with x up to x ~ 0.1–0.3 and decreased for larger x. Power absorbed by water and chitosan-based ferrofluids from a 260 kHz radio frequency field was measured as a function of x, field amplitude H0 and ferrofluid concentration. For H0 = 41 kA m−1 the maximum specific absorption rate was 367 W g−1 for D = 16 nm and x = 0.1. Absorption results are interpreted within the framework of the linear response theory for H0 ≤ 41 kA m−1. A departure towards a saturation regime was observed for higher fields. Simulations based on a two-level description of nanoparticle magnetic moment relaxation qualitatively agree with these observations. The frequency factor of the susceptibility dissipative component, derived from experimental results, showed a sharp maximum at D ~ 16 nm. This behaviour was satisfactorily described by simulations based on moment relaxation processes, which furthermore indicated a crossover from Néel to Brown mechanisms at D ~ 18 nm. Hints for further improvement of magnetite particles as nanocalefactors for magnetic hyperthermia are discussed.
Fil: Mendoza Zélis, Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Fil: Pasquevich, Gustavo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Fil: Stewart, Silvana Jacqueline. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Fernandez Van Raap, Marcela Beatriz. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Aphesteguy, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Química; Argentina
Fil: Bruvera, Ignacio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Fil: Laborde, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Fil: Pianciola, Betiana Noelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Fil: Jacobo, Silvia Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Química; Argentina
Fil: Sánchez, Francisco Homero. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Materia
Nanoparticles
Zn-Ferrites
Hyperthermia
Ferrofluids
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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This behaviour was satisfactorily described by simulations based on moment relaxation processes, which furthermore indicated a crossover from Néel to Brown mechanisms at D ~ 18 nm. Hints for further improvement of magnetite particles as nanocalefactors for magnetic hyperthermia are discussed.Fil: Mendoza Zélis, Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; ArgentinaFil: Pasquevich, Gustavo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. 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Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Química; ArgentinaFil: Bruvera, Ignacio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; ArgentinaFil: Laborde, C.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. 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Fil: Mendoza Zélis, Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
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Fil: Bruvera, Ignacio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
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Fil: Pianciola, Betiana Noelia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - la Plata. Instituto de Física la Plata. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física la Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
Fil: Jacobo, Silvia Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Instituto de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería "Hilario Fernández Long"; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Química; Argentina
Fil: Sánchez, Francisco Homero. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina
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