Nelle polveri sfuse l'ossidazione della magnetite a maghemite è mostrata da un cambiamento di colore dal nero al rosso, ma nelle nanoparticelle non è così facile distinguere le due fasi. Credito:Lara Bogart
Le nanoparticelle di ossido di ferro sono utilizzate nel rilevamento del nodo sentinella, terapia sostitutiva del ferro e altre applicazioni biomediche. Un nuovo lavoro cerca di capire come invecchiano questi materiali, e come l'invecchiamento può modificare i loro profili funzionali o di sicurezza.
Per la prima volta, combinando la spettroscopia Mössbauer in laboratorio con l'analisi del "centro di gravità", i ricercatori possono quantificare l'ossidazione diffusiva della magnetite in maghemite, e monitorare il processo. In Lettere di fisica applicata , il lavoro è pronto per aiutare a comprendere i meccanismi di invecchiamento nei nanomateriali, e come questi effetti cambiano il modo in cui interagiscono con il corpo umano.
"È quasi una domanda spontanea su come questo materiale si ossida nel tempo, " ha detto il dottor Quentin Pankhurst. "Abbiamo bisogno di maggiori informazioni a riguardo. Questa tecnica ci aiuta a sapere cosa sta succedendo mentre i prodotti si trovano sullo scaffale".
Distinguere le due forme di nanoparticelle di ossido di ferro è così difficile che ha portato a una convenzione non ufficiale di denominare i campioni "magnetite/maghemite" quando la loro composizione non è nota. La spettroscopia Mössbauer utilizza i raggi gamma nucleari per misurare quanto di un campione ha atomi di ferro con la carica +2 trovata nella magnetite rispetto alla carica +3 che predomina nella maghemite. Queste sottili misurazioni vengono elaborate con calcoli del centro di gravità, che combina i dati per creare un'immagine più ampia per il campione.
Inoltre, il test non distrugge i campioni, così i ricercatori possono monitorare l'ossidazione delle nanoparticelle di ossido di ferro per lunghi periodi di tempo.
Prossimo, il gruppo sta cercando di estendere la sua tecnica a una gamma più ampia di campioni di magnetite e maghemite e aiutare altri ricercatori a comprendere meglio come l'età di un nanomateriale sia correlata alle sue proprietà funzionali.
"Abbiamo sollevato una domanda sul fatto che l'invecchiamento ossidativo influenzi le particelle, ma non abbiamo visto se è così o no, " ha detto. "Ora c'è questa idea che l'invecchiamento sta succedendo, e questo è un altro parametro che non abbiamo misurato. Sarei felice se altre persone esplorassero questa correlazione tra funzione e invecchiamento nei propri materiali".
