Ученые СПбГУ и СПбГЭТУ «ЛЭТИ» предложили метод синтеза самой перспективной модификации оксида железа, частицы которого можно использовать в высокоточной медицине. Результаты работы описаны в статье, опубликованной в журнале Magnetochemistry.
Оксид железа (III) — Fe2O3 — одно из широко встречающихся в природе соединений, которое успешно синтезируется искусственно и применяется в различных отраслях промышленности.
Fe2O3 имеет полиморфную природу: существует 5 структурных модификаций этого соединения, которые обозначаются буквами греческого алфавита. При этом из всех полиморфов ε-Fe2O3 (эпсилон-модификация) характеризуется сочетанием уникальных магнитных свойств: высокой стабильностью и малым размером частиц, кроме того, его сложно размагнитить. Но такая форма оксида железа (III) крайне редко встречается в природе, поэтому необходима разработка промышленной технологии ее получения.
Авторы нового исследования смогли скорректировать температурные параметры процесса получения материала так, что полученные на выходе образцы имели высокое содержание эпсилон-модификации оксида железа. Образцы ε-Fe2O3 были синтезированы из солей, содержащих нитрат железа (III) и сульфат железа (II), с использованием двух наиболее перспективных методов — пропитки силикагеля и микроэмульсии. Затем образцы подвергались отжигу в печи при температуре около 800–1000 °C в течение 4 часов. Общая продолжительность технологического цикла составляет до 2 суток.
Ученым удалось получить изображения рентгеновской дифракции композитов, позволившие определить относительное содержание различных модификаций оксида железа (III) в образце. Оказалось, что с помощью примененного метода синтеза возможно получить композиты, содержащие до 70 % эпсилон-модификации оксида железа — на данный момент это лучшие результаты, полученные в России.
Синтезированные образцы выглядят как наночастицы размером до 100 нанометров. Исследователи отмечают, что благодаря магнитным свойствам полученные соединения являются перспективными материалами для создания средств таргетной доставки лекарств под действием магнитного поля. В будущем ученые планируют модифицировать методы синтеза оксида железа с целью увеличения содержания в нем именно эпсилон-фазы.
