Получение и исследование магнитных и упругих свойств неорганических нанокомпозитов для нейростимуляции

Аннотация

Магнитоэлектрические наночастицы (МЭНЧ) широко применяются в различных областях биомедицины – нейростимуляции, онкотерапии и других. В работе в качестве перспективных МЭНЧ рассматриваются композитные частицы, состоящие из магнитострикционного ядра и пьезоэлектрической оболочки. В качестве ядра частицы был выбран магнетит Fe₃O₄ из-за его нетоксичности и биосовместимости, а также изученных магнитострикционных свойств; в качестве оболочки был использован пьезоэлектрический титанат бария BaTiO₃. В работе был выполнен синтез наночастиц магнетита различных размеров, полученные наночастицы были покрыты оболочкой из титаната бария. Выполнена характеризация образцов различными методами.

Полученные результаты

1. Проведено комплексное исследование магнитных, магнитострикционных и структурных свойств магнитоэлектрических нанокомпозитов перспективных для применения в магнитоуправляемой нейростимуляции.
2. Апробированы и доработаны технологические протоколы получения неорганических магнитоэлектрических нанокомпозитов с контролируемыми размерами до 50 нм для магнитной фазы Fe3O4@BaTiO3 со структурой типа «ядро-оболочка».
3. Продемонстрировано изменение амплитуды и фазы пьезоотклика при приложении к образцу Fe3O4@BaTiO3 продольного постоянного магнитного поля напряженностью H = 3 кЭ. Изменение фазы пьезоотклика образца Fe3O4@BaTiO3 составило 0.2–0.5°.
4. Показано изменение поверхностного потенциала нанокомпозита CoFe2O4@BaTiO3 при приложении поперечного переменного магнитного поля амплитудой 40 Э и частотой 100 Гц в режиме зонда Кельвина. Для двух рассмотренных областей относительное изменение поверхностного потенциала составило 24% и 11%.