Strukturna i funkcionalna svojstva materijala na bazi spinelnih oksida

Abstract

U ovoj doktorskoj disertaciji detaljno je ispitan uticaj metoda sinteze, oblaganja sintetisanih čestica isinterovanja na magnetna i električna svojstva kako funkcionalizovanih spinelnih oksida, tako injihovih kompozita, a u cilju njihove primene, sa akcentom na biomedicinsku upotrebu. Jedan deoistraživanja posvećen je magnetnim svojstvima skrobom funkcionalizovanih kobalt-ferita (CoFe2O4)sintetisanih na pet različitih načina (metodom koprecipitacije, mehanohemijski, metodomkoprecipitacije potpomognute ultrazvukom, metodom mikroemulzije i mikrotalasno potpomognutimhidrotermalnim metodom). Dobijeni materijali su detaljno strukturno i morfološki okarakterisanistandardnim tehnikama. Utvrđeno je da metod sinteze kao i način oblaganja značajno utiče namagnetna svojstva. Prateći uspešnost oblaganja i efekat aglomeracije preko pokazanih magnetnihsvojstava, predloženi su najbolji materijali za primenu u magnetnoj rezonantnoj tomografiji. Drugideo istraživanja bio je posvećen magnetoelektričnim perovskit/spinel kompozitima. Detaljno jeispitan uticaj metoda sinteze, faznog sastava i temperature sinterovanja na električna svojstvaBaTiO3/CoFe2O4 i BaTiO3/NixZn1-xFe2O4 kompozita. Ispitana je struktura i morfologija materijalapre i posle sinterovanja. Odnos perovskit/ferit faza imao je presudan uticaj na električna svojstvasintetisanih kompozita. Ispitivanje električnih svojstava na ovim kompozitima može predstavljatidobar screening metod za odabir magnetoelektričnih materijala kao višefaznih multiferoika zasavremene primene u tehnologiji i/ili medicini.

This doctoral dissertation deals with detailed investigation of synthesis methods, coating and sinteringeffects on magnetic and electrical properties of spinel oxide-based nanomaterials for the applicationsin biomedical field. Part of the investigations included magnetic properties study of starch-coatedcobalt-ferrite (CoFe2O4) nanoparticles prepared by five different routes (coprecipitation,mechanochemical, ultrasonically assisted coprecipitation, microemulsion, and microwave-assistedhydrothermal syntheses). The synthesized materials were thoroughly characterized by standardtechniques. The general conclusion was that the way of coating alongside with chosen preparationmethod had a crucial role for magnetic properties. The magnetic measurements served as a goodplatform to monitor agglomeration and coating effects, which helped to choose materials with bestperformances for applications in magnetic resonance imaging (MRI). Another part of theinvestigations was devoted to the influence of synthetic method, phase composition and sinteringtemperature on BaTiO3/CoFe2O4 and BaTiO3/NixZn1-xFe2O4 electrical properties. The structure andmorphology of as-prepared and sintered samples were examined in detail. The optimalperovskite/spinel phase ratio is a key factor for prominent electrical properties. The electricalmeasurements performed on this type of composites might be a good screening test for choosingmagnetoelectric material for further investigations including usage in technology and/or medicine.