ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

استفاده از طیف‌سنجی موزبائر برای مطالعه‌ی پیری در نانوذرات اکسید آهن

محققان با استفاده از دستگاه طیف‌سنجی موزبائر اقدام به مطالعه‌ی پیری در نانوذرات اکسید آهن کردند. آنها برای این کار از آنالیز مرکز گرانش نیز کمک گرفتند.

نانوذرات اکسید آهن کاربردهای متعددی در حوزه‌ی سلامت و حسگری دارند. بنابراین، این دسته از مواد برای کسانی که از آن‌ها در محصولات مختلف استفاده می‌کنند اهمیت زیادی دارد. از این رو محققان به بررسی این که چگونگی پیری این مواد و اینکه و چه تغییراتی در عملکرد آن‌ها رخ می‌دهد، پرداختند.

برای اولین بار محققان از طیف‌سنجی موزبائر با آنالیز مرکز گرانش استفاده کردند تا اکسیداسیون نفوذی مگنتیت به ماگمایت (γ-Fe2O3) را بررسی کنند. نتایج این بررسی می‌تواند به درک بهتر ساز و کار پیری در نانومواد کمک کند و محققان دریابند که چگونه این تغییرات روی برهم‌کنش این مواد با بدن انسان تاثیر می‌گذارند.

کوئنتین پانکورست از محققان این پروژه می‌گوید: «همیشه این سؤال وجود دارد که مواد چگونه در طول زمان اکسید می‌شوند. ما به اطلاعات بیشتری در این باره نیاز داشتیم. این روش به ما کمک کرد تا دریابیم که با قرار گرفتن یک ماده در قفسه و ماندن طولانی‌‌مدت در آنجا چه اتفاقی برای این ماده می‌افتد.»

تشخیص دو نوع نانوذرات اکسید آهن از هم کار دشواری است، به طوری که اسم این دو ماده با هم اشتباه می‌شود. با استفاده از طیف‌سنجی موزبائر محققان از تابش هسته‌ای گاما برای اندازه‌گیری مقدار اتم‌های آهن با بار 2+ در مگنتیت و مقدار اتم با بار 3+ در ساختار ماگمایت استفاده کردند. آن‌ها در ادامه از محاسبات آنالیز مرکز گرانش استفاده کردند تا تصویر روشن‌تری از شرایط نمونه ایجاد کنند.

در این پروژه نمونه‌ی مورد آزمایش تخریب نمی‌شود؛ بنابراین، محققان می‌توانند اکسیداسیون نانوذرات اکسیدآهن را در طول بازه‌های زمانی مختلف رصد کنند.

گام بعدی محققان، تودسعه‌ی این روش برای استفاده از آن برای درک پیری در نانومواد مختلف است تا با این کار تغییر عملکرد نانومواد را در طول زمان بررسی کنند.

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان "Environmental oxidative aging of iron oxide nanoparticles" در نشریه‌ی Applied Physics Letters به چاپ رسیده‌است.