Нанокомпозиты оксид графена/оксид железа (GrO/FeOx) для биомедицины: синтез и исследования

Представлены исследования свойств и структуры магнитных нанокомпозитов оксид графена GrO/оксид железа FeOx, синтезированных механохимическим методом с различным содержанием компонент в весовых процентах, GrO : FeOx, а именно: 20 : 80, 50 : 50 и 80 : 20. Метод механохимического синтеза представляет собой механический процесс измельчения в шаровой мельнице в водной среде порошка оксида железа вместе с оксидом графена. Синтезированные магнитные нанокомпозиты GrO/FeOx исследованы методами рамановской спектроскопии, магнитометра с вибрирующим образцом и мёссбауэровской спектроскопии. Мёссбауэровские исследования позволили определить фазовый состав и структуру синтезированных магнитных нанокомпозитов GrO/FeOx. Данные мёссбауэровской спектроскопии показали, что композиты GrO/FeOx состоят из фазы магнетита Fe$_{3}$O$_{4}$ и магнитных наночастиц в парамагнитном состоянии, что согласуется с данными рентгеноструктурных исследований. По результатам мёссбауэровской спектроскопии установлено, что кроме магнетита в магнитных нанокомпозитах GrO/FeOx присутствует гематит $\alpha$-Fe$_{2}$O$_{3}$, а также фазы, идентифицированные как карбиды железа и обедненные железом кластеры углерода. Последние не были обнаружены методом рентгеновской дифракции, по-видимому, потому, что их количество незначительно и они находятся в аморфном состоянии. Полученные результаты показывают, что графен является не просто источником углерода при помоле в шаровой мельнице, но обладает собственной реакционной способностью и способностью генерировать новые фазы при механохимической активации. На основании проведенных мёссбауэровских исследований получена уникальная и важная информация о магнитной структуре магнитных нанокомпозитов GrO/FeOx. Результаты исследований позволяют объяснить магнитные свойства магнитных нанокомпозитов GrO/магнитные частицы, что важно для разработки и синтеза с использованием оксида графена высокоэффективных магнитных нанокомпозитов для различных применений, в том числе, для биомедицины.