Yüzeyi Polimer Kaplı Magnetit Nano Taneciklerin Yeni Bir Yöntemle Tek Basamakta Elde Edilmesi

Abstract

Magnetit Fe3O4 kimyasal yapısına sahip doğada doğal olarak bulunan bir demiroksittir. Kendiliğinden mıknatıslanma özelliğine sahip olması ve laboratuvar ortamında sentezinin oldukça kolay hale gelmesi nedeni ile son yıllarda uygulama alanları oldukça artmıştır. Manyetit nanopartiküller hipertermi tedavisi, hedefli ilaç taşınması, manyetik rezonans görüntüleme, biyoseparasyon gibi biyomedikal uygulamalar başta olmak üzere mühendislik alanlarında ve teknolojik sistemlerde kullanılmaktadır Bunların yanı sıra magnetit nanopartiküllerin yüzey modifikasyonu ve manyetit nanopartiküllerin organik maddelerle veya polimerlerle kaplanması halen daha araştırıcılar tarafından ilgi duyulan ve gelişmeye açık yöntemlerdir. Literatürde bu yöntemlerle iligili oldukça fazla reçete yer almaktadır. Bu çalışmada ATRP yöntemiyle sentezlenen P(GMA)’nın , PS-b-P(GMA)’nın asit ile hidroliz edilmesi incelenmiş ve elde edilen hidroliz ürünleri ile manyetit nanopartikül sentezi yapılmıştır. Ayrıca PVA ticari polimeri ile de manyetit nanopartikül sentezi yapılmıştır. P(GMA)’nın hidroliz ürünü PDHPM kaplı manyetit nanopartikül sentezi organik çözücüde gerçekleştirilmiş ve oluşan manyetit nanopartikülün suda redispers olduğu görülmüştür. PS-b-P(GMA)’nın hidroliz ürünü PS-b-PDHPM ile tanecik-kabuk tipinde manyetit nanopartikül sentezi invers emülsiyon ortamında (Toluen/Su) gerçekleştirilmiş ve oluşan manyetit nanopartikülün DMF çözüsünde dispers olabildiği görülmüştür. Son olarak PVA kaplı manyetit nanopartikül sentezi ise sürfaktan varlığında suda gerçekleştirilmiş ve oluşan manyetit nanopartikülün suda redispers olduğu görülmüştür. FT-IR spektrumları elde edilen manyetit nanopartiküllerin yapısında manyetit bulunduğunu göstermiştir. Elde edilen polimer kaplı magnetik nanopartiküllerin karakterizasyonu ise DLS,VSM,ESEM,TGA cihazları ile incelenmiştir. Burada sunulan metot insan vücuduna uyumlu biyo polimer kaplı magnetik nanopartiküllerin sentezlenmesi için kullanılabilir.

Magnetite is a naturally occuring mineral having formula, Fe3O4. It shows strong magnetization abilities comparable with those of superparamagnetic metal alloys such as γ-Fe2O3 and α-Fe2O3. Not being oxidable, magnetite is superior to the other magnetic materials. Since it’s laboratory synthesis from Fe(II) /Fe(III) mixtures by coprecipitation of their hydroxides, the synthetic magnetite has found great interest in various fields. In this work, we have studied preparing of polymer coated MNPs in one pot. For preparing polymer coated MNPs, in this work commercial PVA, poly(2,3-di hydroxy propyl methacrylate) P(DHPM) and polystyrene-b-P(DHPM) were used. PHDPM and the block copolymers were prepared in well defined structures using ATRP technique. Magnetite formation was carried out in homogeneous solution for the case with PDHPM, whereas mini-emulsion system was used for the case with PVA. We have obtained stable solution/dispersions in each case. To isolate MNPs from the mixtures, we have used thermal aging or magnetic separation techniques. Inverse emulsion system (water in oil) was employed for the case of the block copolymers using Span 80 as emulsifying agent. This process yielded core-shell MNPs containing 3,1 percent of magnetite. Then we characterized polymer coated magnetic nanoparticles using DLS,VSM, TGA and ESEM techniques. The simple strategy presented in this work can easily be employed for preparing polymer compatible or bio-compatible magnetite nanoparticles.