Trong thời gian từ năm 2016 đến năm 2020, nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Đỗ Hùng Mạnh tại Viện Khoa học Vật liệu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của từ độ bão hòa và dị hướng từ tới công suất hấp thụ riêng của một số hệ hạt nano từ”.

Đề tài hướng đến thực hiện các mục tiêu sau: chế tạo thành công các hệ hạt nano AFe₂O₄ có cấu trúc spinel, trong đó A = Fe, Mn, Co, Zn có các thông số Ms và Keff khác nhau; đánh giá được mối liên quan của Ms và Keff và SAR của chất lỏng từ bằng lý thuyết và thực nghiệm; đánh giá sự đóng góp của các tổn hao hồi phục Neel và Brown cũng như độ nhớt của chất lỏng từ tới SAR; thúc đẩy lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng dụng trong ysinh của các hệ hạt nano từ tiệm cận với trình độ của khu vực và các nước tiên tiến; đào tạo nguồn nhân lực trình độ cao, nâng cao vị thế khoa học của Viện và quốc gia về khoa học và công nghệ nano; và tăng cường, củng cố quan hệ hợp tác lâu dài, nhiều mặt như: đào tạo, nghiên cứu, v.v... với các cơ sở nghiên cứu và đào tạo trong nước và trên thế giới.

Sau bốn năm nghiên cứu, đề tài đã thu được các kết quả nổi bật dưới đây:

Về tính toán lý thuyết: Đã có thể khẳng định rằng do sự cạnh tranh của hai quá trình tổn hao hồi phục Neel và Brown, công suất tổn hao riêng (SLP) sẽ đạt cực đại tại một giá trị kích thước hạt tới hạn (Dc) trong đồ thị biểu diễn SLP phụ thuộc kích thước hạt D. Các thông số SLPmax và Dc sẽ phụ thuộc vào cả tính chất nội tại của hệ hạt và độ nhớt của chất lỏng từ. Ba đặc điểm chung đã được rút ra cho 6 hệ hạt nano tiêu biểu gồm FeCo, LSMO, MnFe₂O₄, Fe₃O₄, CoFe₂O₄ and FePt là:

(1) SLPmax tăng tuyến tính với từ độ bão hòa Ms của loại vật liệu.

(2) Dc là nhỏ hơn cho vật liệu có dị hướng từ K cao.

(3) Tồn tại kích thước hạt tới hạn, dưới kích thước này SLP bằng 0. Cho loại chất lỏng chứa hạt nano từ có K cao thì SLPmax and Dc giảm khi độ nhớt tăng. Ngược lại, hai thông số này hầu như không đổi cho các hệ hạt với K thấp (FeCo, LSMO, MnFe₂O₄ và Fe₃O₄).

Về thực nghiệm:

- Đã chế tạo thành công nhiều hệ hạt nano từ có độ từ hóa bão hào và dị hướng từ khác nhau: Fe₃O₄, Mn1-xZnxFe₂O₄, CoFe₂O₄ và các lỏng từ tương ứng.

- Khảo sát chi tiết các tham số cấu trúc, hình thái, kích thước hạt của các hệ mẫu được tổng hợp bằng các phương pháp và các điều kiện thực nghiệm khác nhau.

- Sự phụ thuộc nhiệt độ của lực kháng từ với hệ hạt ferit Mn pha tạp Zn có thể được giải thích thỏa đáng bằng mô hình lực kháng từ pha trộn. Tổn hao của chất lỏng từ phụ thuộc vào cả tính chất nội tại của hạt nano và độ nhớt của chất lỏng.

Các hạt nano với K cao (CFO): SLP giảm khi độ nhớt tăng, trong khi đó giá trị SLP hầu như không đổi cho hệ các hạt K thấp (MFO) phù hợp với tính toán lý thuyết. Các tính toán lý thuyết và thực nghiệm đã chỉ ra rằng các tổn hao riêng Neel và Brown phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng từ và dị hướng từ của hệ hạt nano.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 17939/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

N.P.D (NASATI)