علی آفتابی هرسینی

گرمادرمانی (هایپرترمیا) مغناطیسی به عنوان یک روش امیدوارکننده برای درمان موضعی سرطان، بدون آسیب به بافت‌های سالم، امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است. بهینه‌سازی ویژگی‌های ذاتی نانوذرات مغناطیسی جهت به-کارگیری در گرمادرمانی و دست‌یابی به راندمان گرمایش بالا از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. در این پایانه‌نامه تأثیر جانشانی مقادیر گوناگون روی به جای کبالت بر ویژگی‌های ساختاری، مغناطیسی و گرمادرمانی نانوذرات فریت کبالت (CoFe2O4) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور پنج نمونه ZnxCo1-xFe2O4 به ازای مقادیر x=0.0, 0.2, 0.5, 0.6, 0.7 به روش هیدروترمال تهیه شد. ویژگی‌های ساختاری و مورفولوژی نمونه‌ها با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد بررسی قرار گرفت. الگوهای پراش نشان‌دهنده ساختارهای تک‌فاز و عدم وجود ناخالصی در تمام نمونه‌ها بود. تصاویر SEM نیز تشکیل نانوذرات کروی شکل یکنواخت را نشان می‌داد. در ادامه با استفاده از آنالیز ریتولد ساختار سلول واحد نمونه‌ها و توزیع کاتیونی آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش میزان آلایش روی، ثابت شبکه و درنتیجه حجم سلول واحد افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده شد که با افزایش میزان آلایش روی، ضریب وارونی افزایش می‌یابد. این نشان می-دهد که با افزایش میزان روی یون‌های Fe3+ از زیرشبکه هشت‌وجهی به زیرشبکه چهاروجهی مهاجرت می‌کنند. در ادامه برای بررسی ویژگی‌های مغناطیسی، حلقه پسماند مغناطیسی استاتیک نمونه‌ها در دمای اتاق ثبت شد. شکل حلقه‌های پسماند بیانگر خاصیت فرومغناطیس سخت برای نمونه‌های 0/0 x= و 2/0 x=، خاصیت فرومغناطیس نرم برای نمونه‌های 5/0 x= و 6/0 x= و خاصیت سوپرپارامغناطیس برای نمونه 7/0 x= است. همچنین با استفاده از حلقه پسماند مغناطیسی، مقادیر ثابت ناهمسانگردی مؤثر و میدان ناهمسانگردی و مغناطش اشباع نمونه‌های گوناگون استخراج شد. نتایج نشان می‌دهد که مقدار میدان ناهمسانگردی در نمونه 6/0 x= نسبت به نمونه بدون آلایش کاهش می‌یابد و سپس با افزایش میزان آلایش افزایش می‌یابد در حالی که تغییرات مغناطش اشباع و ثابت ناهمسانگردی برعکس این رفتار است. در ادامه ویژگی‌های گرمادرمانی نانوذرات تهیه شده در میدان‌های مغناطیسی متناوب با فرکانس‌های ۳۰۰ و ۴۰۰ کیلوهرتز و دامنه‌های ۲۰۰، ۳۰۰ و ۴۰۰ ارستد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیشترین افزایش دما در نمونه 6/0 x= مشاهده می‌شود. دمای محلول شامل این نمونه در مدت ۲۵۰ ثانیه در فرکانس ۴۰۰ کیلوهرتز و دامنه ۴۰۰ ارستد حدود ۲۲ درجه افزایش می‌یابد. جهت بررسی کمی ویژگی‌های گرمادرمانی توان اتلاف ویژه (SLP) برای نمونه‌های گوناگون در فرکانس‌ها و دامنه‌های مختلف محاسبه شد. نتایج بیانگر آن است که نمونه‌های 5/0 x= و 6/0x= در فرکانس ۴۰۰ کیلوهرتز دارای بیشترین مقدار SLP، حدود W/g57، و در فرکانس ۳۰۰ کیلوهرتز نمونه 6/0 x=دارای بیشترین مقدار SLP، حدود 47 W/g هستند. با محاسبه زمان‌های واهلش نیل و براونی برای نمونه‌های گوناگون مکانیزم‌های گرمادرمانی در نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه‌های 5/0 x=و 6/0 x=دارای کمترین زمان واهلش مؤثر هستند. بنابراین بهبود ویژگی گرمادرمانی در این نمونه‌ها را می‌توان به ثابت ناهمسانگردی و زمان واهش مؤثر کوتاه‌تر در این نمونه‌ها نسبت داد.