Анализ оксидных фаз наночастиц металлов, используемых в

Е.С. ЗОТОВА, Э.Л. ДЗИДЗИГУРИ1, И.П. АРСЕНТЬЕВА2
Московский государственный металлургический институт
1Московский государственный институт стали и сплавов
2Московский государственный открытый университет
АНАЛИЗ ОКСИДНЫХ ФАЗ НАНОЧАСТИЦ МЕТАЛЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В
КАЧЕСТВЕ БИОЛОГИЧЕСКИ
АКТИВНЫХ ПРЕПАРАТОВ
Методами фракционно-газового (ФГА) и рентгеноструктурного анализа (РСА), просвечивающей электронной
микроскопии (ПЭМ), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) выявлены и проанализированы оксидные
фазы биологически активных наночастиц (НЧ) железа, меди и магния.
Одним из условий использования наночастиц (НЧ) металлов в качестве биологически активных
препаратов, является требование их высокой степени окисленности. Для этих целей ультрадисперсный
порошок (УДП) металла либо получают с высоким содержанием кислорода, либо повергают
дополнительному окислению.
В настоящей работе методами ФГА, РСА, ПЭМ и РФЭС исследовали НЧ железа, полученных химикометаллургическим, меди и магния - левитационно-струйным методами.
Содержание кислорода в НЧ железа, измеренного ФГА, составило 15,9 % масс. РСА (рис.1) показал, что
кислород связан в оксидные FeO, и Fe3O4 фазы, а на поверхности НЧ железа, как следует из РФЭС анализа
(рис.2), присутствует фаза Fe2O3 [1].
ПЭМ анализ (рис.3) показал что, в ядре НЧ присутствует -Fe, а оксидные фазы - в виде оксидных
пленок и собственно НЧ оксидов, в основном фазы Fe3O4. По данным РСА период решетки НЧ железа а =
= 0,28740 нм, что оказалось больше компактного железа (а = 0,28663 нм). Именно наличие на поверхности
частиц железа НЧ оксидных фаз дало завышенное значение параметра решетки.
В НЧ меди содержание кислорода составило 19,0 % масс. РСА (рис. 4) показал наличие фаз Сu и СuO.
Из ПЭМ изображения (рис. 5) видно, что кислород содержится в виде оксидных пленок на поверхности НЧ
меди. По результатам РСА параметр решетки НЧ меди составил а = 0,32067 нм, что оказалось ниже
табличной величины для крупнокристаллического состояния а = 0,36150 нм.
Фазовый рентгеновский анализ (рис.6) показал, что НЧ магния состоят из фаз Mg металлического и
гидроксида магния Mg(OH)2. По результатам РСА периоды решетки НЧ магния имели следующие значения
а = = 0,32067 нм; с = 0,52167 нм, при этом значение а оказалось ниже табличной величины, для
крупнокристаллического состояния составляющей а = 0,32084 нм, а значение с - выше табличной,
составляющей 0,52103 нм.
В работах [1,2] описаны биологические свойства НЧ железа и магния. Так, препараты на основе НЧ Fe,
Mg- использовались в качестве ранозаживляющих средств, а Cu- антибактериальных. Откуда следует
заключить, что высокое содержание кислорода в биологически активных НЧ металлов проявляется либо в
наличии оксидных или гидроксидных пленок на поверхности НЧ, либо в виде собственно оксидных НЧ в
зависимости от природы УДП металлов и метода их получения.
Рис. 1: РСА НЧ железа
Рис. 2:
РФЭС НЧ железа
Рис. 3:
ПЭМ НЧ железа
Рис. 4: РФА НЧ меди
Рис. 5:
ПЭМ НЧ меди
Рис. 6:
РФА НЧ магния
Список литературы
1. Арсентьева И.П., Глущенко Н.Н., Фолманис Г.Э., Байтукалов Т.А., Зотов Е.С. а Исследование формирования биологически
активных материалов на основе наночастиц железа.//Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем. Сборник научных трудов VII
Всероссийской конференции. М: МИФИ. 2006. С. 81-85.
2. И.П. Арсентьева, Е.С. Зотова, Т.А. Байтукалов, Н.Н. Глущенко, И.П, Ольховская, О.А. Богословская, А.Н. Жигач, И.О.
Лейпунский. Исследование биологической активности наночастиц магния и меди // Материалы VIII Международной научнопрактической конференции «Экология и жизнь». Пенза 2005. С.157-160.