Nghiên cứu tính chất từ và nhiệt từ trị của hệ hạt nanô Co0,4Zn0,6Fe2O4

_Zn0,6/CS phân tán trong nước (a) 
và thế zeta (b) 
Tính chất từ của 2 mẫu CoFe_Zn0,6 và 
CoFe_Zn0,6/CS được đo tại nhiệt độ phòng 
trong dải từ trường từ -11kOe – 11kOe. 
Các đường cong từ độ phụ thuộc vào từ 
trường M(H) của các mẫu CoFe_Zn0,6 và 
CoFe_Zn0,6/CS được thể hiện trên Hình 4. 
Giá trị độ từ hóa cao nhất tại 12 kOe (được 
xem như từ độ bão hòa, Ms) được đánh giá là 
56 emu/g và 50 emu/g tương ứng cho 2 mẫu. 
Sự lệch rất nhỏ về Ms cũng chứng tỏ rằng lớp 
vỏ bọc là mỏng như giá thiết nêu trên. Giá trị 
Ms của mẫu CoFe_Zn0,6 trong báo cáo này 
lớn hơn giá trị Ms = 30 emu/g của mẫu cùng 
thành phần chế tạo bằng phương pháp đồng 
kết tủa [13] nhưng nhỏ hơn giá trị 90 emu/g 
của mẫu được chế tạo bằng phương pháp 
phân hủy nhiệt [11]. Điều này chứng tỏ 
phương pháp chế tạo hạt nano từ có ảnh 
hưởng rất lớn tới tính chất từ của chúng. 
Để hiểu rõ hơn t trạng thái từ của các hệ hạt 
nano CoFe_Zn0,6 và CoFe_Zn0,6/CS các 
đường M(H) thực nghiệm được làm khớp với 
hàm Langevin theo biểu thức sau [10]: 
 (2) 
Trong đó x = H/kT, H là từ trường, L là hàm 
Langevin, n là số hạt nano trên một đơn vị thể 
tích,  là mômen từ. Kết quả chỉ ra trên Hình 
4 cho thấy đường làm khớp phù hợp với thực 
nghiệm trong dải từ trường từ -8 kOe đến 8 
kOe. Từ đó có thể giả thiết sự tồn tại của 
tương tác giữa các hạt trong hai hệ 
CoFe_Zn0,6 và CoFe_Zn0,6/CS. Thêm vào 
đó, sự lệch khỏi hàm Langevin của mẫu 
CoFe_Zn0,6/CS là rõ ràng hơn so với mẫu 
CoFe_Zn0,6 liên quan đến cường độ tương 
tác mạnh hơn [15]. 
-60
-40
-20
0
20
40
60
-1 10
4
-5000 0 5000 1 10
4
CoFe_Zn0,6/CS
CoFe_Zn0,6
M
 (
e
m
u
/g
)
H (Oe)
Hình 4. Đường từ độ phụ thuộc vào từ trường của các 
mẫu CoFe_Zn0,6 và CoFe_Zn0,6/CS. Đường nét liền 
được làm khớp hàm Langevin theo công thức (2) 
Ảnh hưởng của lớp bọc đến tương tác giữa 
các hạt cũng có thể được xem xét từ các 
đường độ cảm từ phụ thuộc nhiệt độ như chỉ 
ra trên Hình 5. Từ hình này có thể nhận thấy 
giá trị độ cảm từ của mẫu bọc cao hơn mẫu 
không bọc trong khoảng từ trường thấp. Điều 
đó có nghĩa rằng hệ hạt nano được bọc 
chitosan có tương tác lưỡng cực cao hơn mẫu 
không được bọc [16]. Tính chất đáp ứng từ tốt 
trong từ trường thấp của các mẫu đã bọc sẽ rất 
có ý nghĩa bởi khả năng sinh nhiệt của các hạt 
nano từu chỉ được thực hiện trong từ trường 
có cường độ thấp. 
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
-1 10
4
-5000 0 5000 1 10
4
CoFe_Zn0,6/CS
CoFe_Zn0,6
d
M
/d
H
 (
e
m
u
/g
.O
e
)
H (Oe) 
Hình 5. Độ cảm từ (χ = dM/dH) phụ thuộc vào 
cường độ từ trường. 
Phạm Hồng Nam và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 208(15): 191 - 196 
 Email: jst@tnu.edu.vn 195 
Các chất lỏng từ chỉ độ ổn định khi được bọc 
bởi khi đó lớp bọc làm giảm khả năng tịch tụ 
các hạt thành các hơn lớn và và qua đó sẽ 
giảm tính sa lắng do trọng lực. Vì vậy, khả 
năng đốt nóng chỉ được nghiên cứu cho hệ 
chất lỏng CoFe_Zn0,6/CS. 
Hình 6 là đường đốt từ của mẫu với các nồng 
độ 1 mg/ml, 3 mg/ml và 5 mg/ml đo ở các từ 
trường có cường độ khác nhau 100-250 Oe 
nhưng cùng tần số 290 kHz. Ta nhận thấy, tốc 
độ tăng nhiệt tăng khi tăng từ trường ngoài. 
Bảng 1. Giá trị SAR (W/g) của chất lỏng từ chứa 
hạt nano CoFe_Zn0,6/CS với cường độ từ trường 
khác nhau, cùng tần số 290 kHz 
Cường độ từ trường 
(Oe) 
Nồng độ (mg/ml) 
1 3 5 
100 117,02 100,14 96,84 
150 200,64 183,92 129,58 
200 246,62 206,21 168,03 
250 280,1 265,86 214,85 
(a)
30
35
40
45
50
55
60
65
0 300 600 900 1200 1500
250 Oe
200 Oe
150 Oe
100 Oe
T
 (
o C
)
t (s)
1 mg/ml
(b)
30
40
50
60
70
80
90
0 300 600 900 1200 1500
250 Oe
200 Oe
150 Oe
100 Oe
T
 (
o
C
)
t (s)
3 mg/ml
(c)
30
40
50
60
70
80
90
100
0 300 600 900 1200
250 Oe
200 Oe
150 Oe
100 Oe
T
 (
o
C
)
t (s)
5 mg/ml
Hình 6. Đường đốt từ của mẫu CoZn0,6/CS ở các 
từ trường khác nhau, tần số 290 kHz, nồng độ 
1mg/ml (a), 3 mg/ml (b) và 5 mg/ml (c) 
Đồng thời, nhiệt độ gần như tăng tuyến tính ở 
giai đoạn đầu (200s). Từ đường thực nghiệm 
ở Hình 6, các giá trị SAR được tính toán dựa 
trên công thức (1) và được đưa ra ở Bảng 1. 
Từ Bảng này có thể thấy rằng, SAR đạt giá trị 
lớn nhất 280,06 W/g ở nồng độ 1 mg/ml ứng 
với cường độ từ trường 250 Oe, tần số 290 
kHz. Khi tăng nồng độ từ 1 – 5 mg ở tất cả 
các cường độ từ trường thì SAR đều giảm. 
Kết quả này được giải thích là do sự kết đám 
tăng khi tăng nồng độ. Hệ quả là tương tác 
lưỡng cực sẽ tăng lên và do đó giảm SAR. 
Kết quả này là phù hợp với một số công bố 
trước đây [14,17,18], trong đó tương tác 
lưỡng cực tăng đều làm suy giảm SAR. 
4. Kết luận 
Các hạt nano Co0,4Zn0,6Fe2O4 đã được chế tạo 
thành công bằng phương pháp thủy nhiệt và 
bọc bằng chitosan. Các số liệu cấu trúc, kích 
thước hạt và từ độ bão hòa của hai mẫu không 
bọc và được bọc đã chứng tỏ bề dày của lớp 
vỏ bọc khá mỏng. Khả năng sinh nhiệt của 
chất lỏng từ giảm khi tương tác lưỡng cực 
tăng được kiểm chứng từ sự suy giảm của 
SAR khi nồng độ hạt từ tăng từ 1 mg/ml tới 5 
mg/ml trong cùng điều kiện cường độ và tần số 
cảu từ trường xoay chiều. Chất lỏng từ chứa 
các hạt ferrit Co pha tạp Zn và được bọc bởi 
chitosan thể hiện giá trị SAR cao cho thấy tiềm 
năng ứng dụng của chúng trong nhiệt từ trị. 
Lời cám ơn 
Công trình này được thực hiện với sự hỗ trợ 
về kinh phí đề tài thuộc chương trình vật lý 
mã số: KHCBVL.03/18-19 do Viện Hàn lâm 
KH&CN Việt Nam tài trợ (VAST) thực hiện 
trong giai đoạn (2018-2019). 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. T. J. Vogl, P. Farshid, N. N. Naguib and S. 
Zangos, “Thermal ablation therapies in patients 
with breast cancer liver metastases: a review”, 
Eur. Radiol, Vol. 23, pp. 797–804, 2013. 
[2]. Y. He, H. Ge and S. Li, “Haematoporphyrin 
based photodynamic therapy combined with 
hyperthermia provided effective therapeutic 
vaccine effect against colon cancer growth in 
mice”, Int. J. Med. Sci, Vol. 9, pp. 627–633, 2012. 
Phạm Hồng Nam và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 208(15): 191 - 196 
 Email: jst@tnu.edu.vn 196 
[3]. C. Hong, J. Kang, H. Kim and C. Lee, 
“Photothermal properties of inorganic 
nanomaterials as therapeutic agents for cancer 
thermotherapy”, J. Nanosci. Nanotechnol, Vol. 12, 
pp. 4352–4355, 2012. 
[4]. A. Jordan, P. Wust, R. Scholz, B. Tesche, H. 
Fahling, T. Mitrovics, T. Vogl, J. Cervos-Navarro 
and R. Felix, “Cellular uptake of magnetic fluid 
particles and their effects on human adeno 
carcinoma cells exposed to AC magnetic fields in 
vitro”, Int. J. Hyperth, Vol. 12, pp. 705–722, 
1996. 
[5]. S. Beatriz, C. M. Pilar, E. T. Teobaldo, L. F. 
Monica, I. Ricardo, F. G. Gerardo, “Magnetic 
hyperthermia enhances cell toxicity with respect to 
exogenous heating”, Bioma, Vol. 114, pp. 62-70, 
2017. 
[6]. Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones, and 
J. Dobson, “Applications of magnetic 
nanoparticles in biomedicine”, J. Phys. D. Appl. 
Phys, Vol. 36, pp. R167–R181, 2003. 
[7]. Jae-Hyun Lee, Jung-tak Jang, Jin-sil Choi, 
Seung Ho Moon Seung-hyun Noh, Ji-wook Kim, 
Jin-Gyu Kim, Il-Sun Kim, Kook In Park and 
Jinwoo Cheon, “Exchange-coupled magnetic 
nanoparticles for efficient heat induction”, Nat. 
Nanotech, Vol. 6, pp. 418–422, 2011. 
[8]. N. A. Usov, “Low frequency hysteresis loops 
of superparamagnetic nanoparticles with uniaxial 
anisotropy”, J. Appl. Phys, Vol. 107, pp. 123909 
(6 pages), 2010. 
[9]. E. Pollert, K. Knızek, M. Marysko, P. Kaspar, 
S. Vasseur, E. Duguet, “New Tc-tuned magnetic 
nanoparticles for self-controlled hyperthermia”, J. 
Magn. Magn. Mater, Vol. 316, pp. 122–125, 2007. 
[10]. D. H. Manh, P. T. Phong, P. H. Nam, D. K. 
Tung, N. X. Phuc, In-Ja Lee, “Structural and 
magnetic study of La0.7Sr0.3MnO3 nanoparticles 
and AC magnetic heating characteristics for 
hyperthermia applications”, Phys B, Vol. 444, pp. 
94–102, 2014. 
[11]. V. Mameli, A. Musinu, A. Ardu, G. Ennas, 
D. Peddis, D. Niznansky, C. Sangregorio, C. 
Innocenti, Nguyen T. K. Thanh, C. Cannas, 
“Studying the effect of Zn-substitution on the 
magnetic and hyperthermic properties of cobalt 
ferrite nanoparticles”, Nanoscale, Vol. 8, pp. 
10124-10137, 2016 
[12]. R. A. Bohara, H. M. Yadav, N. D. Thorat, S. 
S. Mali, C. K. Hong, S. G. Nanaware, S. H. 
Pawar, “Synthesis of functionalized 
Co0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles for biomedical 
applications”, J. Magn. Magn. Mater, Vol. 378, 
pp. 397–401, 2015. 
[13]. S. N. Dolia, S. P Arun, M. S. Dahwan, M. N. 
Sharma, “Mossbauer study of nanoparticles of 
Co0.4Zn0.6Fe2O4”, Indian J. Peru Appl. Phys, Vol. 
45, pp. 286–829, 2007. 
[14]. P. T. Phong, P. H. Nam, D. H. Manh, Lee In-
Ja, “Mn0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles with high 
intrinsic loss power for hyperthermia therapy”, J. 
Magn. Magn. Mater, Vol. 443, pp. 76–83, 2017. 
[15]. D. H Manh, P. T. Phong, T. D. Thanh, D. N. 
H. Nam, L. V. Hong, N. X. Phuc, “Size effect and 
interaction in La0.7Ca0.3MnO3 nanoparticles”, J. 
Alloy. Comp, Vol. 509, pp. 1373–1377, 2011. 
[16]. P. S. Araújo-Neto, E. L. Silva-Freitas, J. F. 
Carvalho, T. R. F. Pontes, K. L. Silva, I. H. M. 
Damasceno, E. S. T. Egito, L. Ana. Dantas, A. 
Marco. Morales, S. Artur. Carriço, “Monodisperse 
sodium oleate coated magnetite high susceptibility 
nanoparticles for hyperthermia applications”, J. 
Magn. Magn. Mater, Vol. 364, pp. 72–79, 2014. 
[17]. A. Urtizberea, E. Natividad, A. Arizaga, M 
Castro, A Mediano, “Specific absorption rates and 
magnetic properties of ferrofluids with interaction 
effects at low concentrations”, J. Phys. Chem C, 
Vol. 114, pp. 4916–4922, 2010. 
[18]. M. E. Sadat, R. Patel, J. Sookoor, S. L. 
Bud’ko, R. C. Ewing, J. Zhang, H. Xu, Y. Wang, 
G. M. Pauletti, D. B. Mast, D. Shi, “Effect of 
Spatial Confinement on Magnetic Hyperthermia 
via Dipolar Interactions in Fe3O4 Nanoparticles for 
Biomedical Applications”, Mater. Sci. Eng. C. 
Mater. Biol Appl, Vol. 42, pp. 52–63, 2014.