TRÌNH BÀY HIỂU BIẾT VỀ VẬT LIỆU NANO TỪ VÀ MỘT SỐ VÍ DỤ

Vật liệu từ là loại vật liệu mà dưới tác dụng của từ trường ngoài có thể bị từ hóa, tức là có những tính chất từ đặc biệt. Tùy thuộc vào cách hưởng ứng của vật liệu từ trong từ trường, chúng được chia làm 2 nhóm chính: vật liệu từ mềm và vật liệu từ cứng. Vật liệu từ mềm: được sử dụng chủ yếu trong lõi nam châm của máy biến thế, motor, phần cảm điện, các thiết bị tạo hơi nước, dùng làm mạch từ của các thiết bị và dụng cụ điện có từ trường không đổi hoặc biến đổi 3. Vật liệu từ mềm có độ từ thẩm lớn, từ trường khử từ nhỏ, tổn hao từ trễ nhỏ (đường cong từ trễ hẹp). Các tính chất của vật liệu từ mềm phụ thuộc vào độ tinh khiết hóa học của chúng, và mức độ biến dạng của cấu trúc tinh thể. Nếu có càng ít các loại tạp chất trong vật liệu, thì các đặc tính của vật liệu càng tốt. Vì vậy, khi sản xuất vật liệu từ mềm cần phải cố gắng loại bỏ những tạp chất có hại với chúng: Carbon, Phosphor, Lưu huỳnh, Oxi, Nitơ và các loại oxit khác nhau. Đồng thời phải cố gắng không làm biến dạng cấu trúc tinh thể và không gây ra trong đó những ứng xuất nội. Các loại sắt từ mềm gồm: thép kỹ thuật, thép ít carbon, thép lá kỹ thuật điện, hợp kim sắt – niken có độ từ thẩm cao và oxit sắt từ. Vật liệu từ cứng: là vật liệu có từ trường khử từ và từ dư lớn, đường cong từ trễ rộng, rất khó bị từ hóa. Khi bị từ hóa thì năng lượng từ của vật liệu giữ được lâu, có thể dùng làm nam châm vĩnh cửu. Về thành phần cấu tạo có thể chia thành: + Vật liệu kim loại: có thể là kim loại đơn chất (sắt, cobalt, niken) và hợp kim từ của một số kim loại. + Vật liệu phi kim loại: thường là ferit có thành phần gồm hỗn hợp bột của các oxit sắt và các kim loại khác. + Điện môi từ: là vật liệu tổ hợp, gồm 60 – 80 % vật liệu từ dạng bột và 40 – 20% điện môi. Ferit và điện môi từ có điện trở suất lớn nên làm giảm đáng kể những mất mát do dòng điện xoáy Fucault sinh ra. Ngoài ra, nhiều loại ferit có độ ổn định của các đặc tính từ trong một dải tần số rộng, kể cả siêu cao tần. Một ứng dụng quan trọng nữa của vật liệu sắt từ là khả năng ghi từ

KHOA VẬT LÝ

BÀI CHUYÊN ĐỀ

TRÌNH BÀY HIỂU BIẾT VỀ VẬT LIỆU NANO TỪ VÀ MỘT SỐ VÍ DỤ

GVHD: PGS.TS PHẠM THÀNH HUY HVTH: LƯƠNG LÊ UYÊN

LỚP: CAO HỌC VẬT LÝ CHẤT RẮN MÔN: VẬT LÝ NANO

Quy Nhơn, tháng 1 năm 2017

2 Vật liệu nano oxit sắt từ

có từ trường không đổi hoặc biến đổi [3] Vật liệu từ mềm có độ từ thẩm lớn, từ trường khử

từ nhỏ, tổn hao từ trễ nhỏ (đường cong từ trễ hẹp) Các tính chất của vật liệu từ mềm phụ thuộc vào độ tinh khiết hóa học của chúng, và mức độ biến dạng của cấu trúc tinh thể Nếu

có càng ít các loại tạp chất trong vật liệu, thì các đặc tính của vật liệu càng tốt Vì vậy, khi sản xuất vật liệu từ mềm cần phải cố gắng loại bỏ những tạp chất có hại với chúng: Carbon, Phosphor, Lưu huỳnh, Oxi, Nitơ và các loại oxit khác nhau Đồng thời phải cố gắng không làm biến dạng cấu trúc tinh thể và không gây ra trong đó những ứng xuất nội Các loại sắt từ mềm gồm: thép kỹ thuật, thép ít carbon, thép lá kỹ thuật điện, hợp kim sắt – niken có độ từ thẩm cao và oxit sắt từ

- Vật liệu từ cứng: là vật liệu có từ trường khử từ và từ dư lớn, đường cong từ trễ rộng, rất khó bị từ hóa Khi bị từ hóa thì năng lượng từ của vật liệu giữ được lâu, có thể dùng làm nam châm vĩnh cửu Về thành phần cấu tạo có thể chia thành:

+ Vật liệu kim loại: có thể là kim loại đơn chất (sắt, cobalt, niken) và hợp kim từ của một số kim loại

+ Vật liệu phi kim loại: thường là ferit có thành phần gồm hỗn hợp bột của các oxit sắt và các kim loại khác

+ Điện môi từ: là vật liệu tổ hợp, gồm 60 – 80 % vật liệu từ dạng bột và 40 – 20% điện môi Ferit và điện môi từ có điện trở suất lớn nên làm giảm đáng kể những mất mát do dòng điện xoáy Fucault sinh ra Ngoài ra, nhiều loại ferit có độ ổn định của các đặc tính từ trong một dải tần số rộng, kể cả siêu cao tần

Một ứng dụng quan trọng nữa của vật liệu sắt từ là khả năng ghi từ Hình 1.1 là hình biểu diễn đường cong từ trễ của các loại vật liệu từ

Hình 1.1: Đường cong từ trễ của các loại vật liệu từ

1.1 Các khái niệm cơ bản:

Xung quanh các điện tích chuyển động tồn tại một môi trường đặc biệt gọi là từ

trường Một dòng điện chạy trong dây dẫn diện tích S và có cường độ i thì sinh ra mô men

từ M Mô men từ M là một véc tơ có chiều phụ thuộc vào chiều dòng điện:

M = i.S (1)

Như vậy, trong hệ đơn vị chuẩn SI mô men từ có đơn vị chuẩn là A.m2, còn trong hệ

đơn vị CGS mô men từ có đơn vị là emu:

Dưới tác dụng của từ trường, vật bị từ hóa gọi là vật liệu từ Đại lượng đặc trưng cho

vật liệu từ là từ độ hay độ từ hóa I Đó chính là mô men từ cho một đơn vị thể tích:

I = 𝑀

𝑉 (4)

Với V là thể tích của vật Từ độ có đơn vị là A/m hay A.m2/m3

Khi đặt trong từ trường ngoài có cường độ H thì cảm ứng từ B là:

Khi chất thuận từ được đặt trong từ trường, mômen từ nguyên tửsẽ có xu hướng bị quay và định hướng theo từ trường, vì thế mômen từ của chất thuận từ là dương Tuy nhiên

do mỗi mômen từ của nguyên tử rất bé nên mômen từcủa chất thuận từ cũng rất nhỏ Hơn nữa, do các mômen từ nguyên tử này không hề có tương tác với nhau nên chúng không giữđược từ tính, mà lập tức bị mất đi khi ngắt từ trường ngoài Như vậy, chất thuận từ về mặt nguyên lý cũng bị hút vào từ trường Các chất thuận từ điển hình là Al, Na, O2, Pt Độ cảm từ 𝜒 của một số chất thuận từ được đưa ra ở dưới đây:

Al: 𝜒 = 2,10.10−5 (H/m) Pt: 𝜒 = 2,90.10−5 (H/m) Ôxy lỏng: 𝜒 = 3,50.10−5 (𝐻

Hình 1.3: a) Sơ đồ nguyên tử nghịch từ trong từ trường ngoài;

b) Đường cong từ hóa của vật liệu nghịch từ

𝜒 tuân theo định luật tuyến tính với T (gọi là định luật Curie-Weiss)



Trạng thái sắt từ cũng là trạng thái từ hóa tự phát: Khi T<Tc, từ độ tự phát xuất hiện cả khi H = 0 Tuy nhiên thông thường khi H =0 ta nhận thấy vật liệu bị khử từ Điều này được giải thích bởi cấu trúc đômen Cấu trúc đômen làm đường cong từ hóa của sắt từ phức tạp,

có đặc trưng phi tuyến và có hiện tượng trễ

Với các vật liệu sắt từ tồn tại trong nhiệt độ tại đó xảy ra sự chuyển pha sắt từ - thuận

từ, nhiệt độ này gọi là nhiệt độ Curie sắt từ (Tc) Dưới nhiệt độ Tc tương tác giữa các mô men từ thắng được kích thích nhiệt, do đó vật liệu thể hiện tính sắt từ Trên nhiệt độ Tc, năng lượng kích thích nhiệt đủ lớn để phá vỡ trạng thái liên kết sắt từ giữa các đô men từ làm cho phân bố các mô men từ trở nêm hỗn loạn và vật liệu thể hiện tính chất thuận từ Ngày nay có rất nhiều vật liệu có tính sắt từ được ứng dụng rộng rãi như: kim loại chuyển tiếp, đất hiếm, các hợp kim (Fe - Si, Fe - Ni )

Hình 1.4: Định hướng mômen từ của chất phản sắt từ [4]

Tuy nhiên, trật tự này chỉ tồn tại dưới nhiệt độ xác định gọi là nhiệt độ Neel (TN) Trên nhiệt độ này thì các mô men từ lại sắp xếp một cách hỗn loạn Do đó TN là nhiệt độ chuyển

pha phản sắt từ - thuận từ Một số vật liệu phản sắt từ: MnO, Mn, Cr, Au

1.6 Vật liệu feri từ:

Trong vật liệu feri từ, các mô men từ cũng sắp xếp thành hai phân mạng phản song song nhưng độ lớn của các mômen từ trong hai phân mạng không bằng nhau Do đó, từ độ tổng cộng của vật liệu này khác không ngay cả khi từ trường ngoài bằng không Từ độ tổng cộng này gọi là từ độ tự phát, ta nói vật liệu feri từ có sự từ hóa tự phát Tuy nhiên, sự sắp xếp này cũng lại bị phá vỡ khi nhiệt độ cao hơn một giới hạn nhiệt độ xác định, gọi là nhiệt

độ Curie (Tc) Các vật liệu feri từ thường gặp là ferrite spinel (hình 1.5), chúng có cấu trúc khoáng chất giống Fe3O4

Hình1.5: Cấu trúc của Ferrite Spinel [18]

Lịch sử phát triển của oxít sắt từ được bắt đầu khi người trung hoa cổ đại phát hiện ra các đá từ thạch có khả năng hút các vật bằng sắt Trong các đá thạch đó là oxit sắt từ

1.7 Vật liệu từ giả bền:

Vật liệu từ giả bền là vật liệu có sự chuyển từ trạng thái phản sắt từ sang trạng thái sắt

từ khi có từ trường ngoài đủ lớn tác dụng

1.8 Vật liệu sắt từ kí sinh:

Vật liệu sắt từ kí sinh là vật liệu sắt từ yếu kèm theo phản sắt từ Ví dụ điển hình là vật liệu αFe2O3 Từ độ giảm về 0 ở điểm Néel – nơi mà sự sắp xếp phản sắt từ của spin không còn nữa

2 Vật liệu nano oxit sắt từ

2.1 Giới thiệu nano oxit sắt từ

Oxít sắt từ có công thức phân tử Fe3O4 là vật liệu từ tính đầu tiên mà con người biết đến Từ thế kỷ thứ tư người Trung Quốc đã khám phá ra rằng Fe3O4 tìm thấy trong các khoáng vật tự nhiên có khả năng định hướng dọc theo phương Bắc Nam địa lý Đến thế kỉ mười hai, vật liệu Fe3O4 được sử dụng để làm la bàn, một công cụ giúp xác định phương hướng rất hữu ích [15].Trong tự nhiên oxít sắt từ không những được tìm thấy trong các khoáng vật (hình 1.6) mà nó còn được tìm thấy trong cơ thể các sinh vật như: vi khuẩn Aquaspirillum magnetotacticum, ong, mối, chim bồ câu v v Chính sự có mặt của Fe3O4trong cơ thể các sinh vật này đã tạo nên khả năng xác định phương hướng mang tính bẩm sinh của chúng

Hình 1.6: Oxit sắt trong tự nhiên

Hiện nay oxit sắt từ đã được sử dụng ở kích thước nano Các hạt nano oxit sắt từ được sử dụng để làm sạch nước bị nhiễm thạch tím để loại bỏ chất độc không màu không mùi này Hạt nano oxit sắt từ còn được sử dụng để dẫn truyền thuốc mở ra một triển vọng mới ứng dụng trong y học

2.2 Cấu trúc tinh thể:

Trong phân loại vật liệu từ, Fe3O4 được xếp vào nhóm vật liệu ferít là nhóm vật liệu từ có công thức tổng quát MO.Fe2O3 và có cấu trúc spinel, trong đó M là một kim loại hoá trị 2 như Fe, Ni, Co, Mn, Zn, Mg hoặc Cu Trong loại vật liệu này các ion oxy có bán kính

khoảng 1,32Ǻ lớn hơn rất nhiều bán kính ion kim loại (0,60,8 Ǻ) nên chúng nằm rất sát nhau và sắp xếp thành một mạng có cấu trúc lập phương tâm mặt xếp chặt Trong mạng này

có các lỗ hổng thuộc hai loại: loại thứ nhất là lỗ hổng tứ diện (nhóm A) được giới hạn bởi 4 ion oxy, loại thứ hai là lỗ hổng bát diện (nhóm B) được giới hạn bởi 6 ion oxy Các ion kim loại M2+ và Fe3+ sẽ nằm ở các lỗ hổng này và tạo nên hai dạng cấu trúc spinel của nhóm vật liệu ferít Trong dạng thứ nhất, toàn bộ các ion M2+ nằm ở các vị trí A còn toàn bộ các ion

Fe3+ nằm ở các vị trí B Cấu trúc này đảm bảo hoá trị của các nguyên tử kim loại vì số ion oxy bao quanh các ion Fe3+ và M2+ có tỷ số 3/2 nên nó được gọi là cấu trúc spinel thuận Cấu trúc này được tìm thấy trong ferít ZnO.Fe2O3 Dạng thứ hai thường gặp hơn được gọi là cấu trúc spinel đảo [1] Trong cấu trúc spinel đảo một nửa số ion Fe3+ cùng toàn bộ số ion

M2+ nằm ở các vị trí B, một nửa số ion Fe3+ còn lại nằm ở các vị trí A Oxít sắt từ Fe3O4 FeO.Fe2O3 là một ferít có cấu trúc spinel đảo điển hình Cấu trúc spinel của Fe3O4 được minh hoạ trên hình 1.7

Chính cấu trúc spinel đảo này đã quyết định tính chất từ của Fe3O4, đó là tính chất feri

từ Mô men từ của các ion kim loại trong hai phân mạng A và B phân bố phản song song điều này được giải thích nhờ sự phụ thuộc góc của tương tác siêu trao đổi : AÔB = 125°9΄, AÔA = 79°38΄, BÔB = 90° do đó tương tác phản sắt từ giữa A và B là mạnh nhất Trong

Fe3O4 bởi vì ion Fe3+ có mặt ở cả hai phân mạng với số lượng như nhau nên mô men từ chỉ

do Fe2+ quyết định Mỗi phân tử Fe3O4 có mô men từ tổng cộng là 4μB (μB là magneton

Bohr nguyên tử, trong hệ đơn vị chuẩn quốc tế SI thì μB = 9,274.10-24 J/T) Hình 1.8 là cấu hình

2.3 Tính chất siêu thuận từ:

Đối với một vật liệu sắt từ thì khi ở kích thước lớn các hạt có xu hướng phân chia thành các đô men từ để giảm năng lượng dị hướng hình dạng và ta có các hạt đa domain Khi kích thước hạt giảm xuống dưới một giá trị nào đó (thông thường khoảng 100 nm) thì mỗi hạt là một domain từ nói cách khác ta có các hạt đơn domain có mô men từ sắp xếp theo các phương dễ từ hoá dưới tác dụng của năng lượng dị hướng từ Tiếp tục giảm kích thước hạt qua một giới hạn tiếp theo (thông thường giới hạn này cỡ 20 nm) sẽ xảy ra tình huống trong đó năng lượng kích thích nhiệt (có xu hướng phá vỡ sự định hướng mô men từ của các hạt) trở nên trội hơn năng lượng dị hướng từ (có tác dụng định hướng mô men từ của các hạt) Khi đó mô men từ của các hạt sẽ định hướng một cách hỗn loạn, do đó mô men

từ tổng cộng bằng không Chỉ khi có từ trường ngoài tác dụng thì mới có sự định hướng của

mô men từ của các hạt và tạo ra mô men từ tổng cộng khác không Tính chất này là đặc trưng cho các vật liệu thuận từ nhưng ở đây mỗi hạt nanô có chứa hàng vạn nguyên tử nên cũng có mô men từ hàng vạn lần lớn hơn mô men từ nguyên tử Chính vì vậy tính chất này được gọi là tính chất siêu thuận từ.Đường cong từ hoá siêu thuận từ cũng tuân theo hàm Langevin như trường hợp thuận từ Đường cong này có hai đặc điểm đó là: không phụ thuộc nhiệt độ và lực kháng từ Hc = 0, từ độ dư Mr = 0 nghĩa là không có hiệu ứng trễ [14] Điều này là hoàn toàn khác so với đường cong từ trễ sắt từ khi hạt có kích thước lớn Hình 1.9 diễn tả sự thay đổi đường cong từ hoá của vật liệu sắt từ khi kích thước hạt giảm [6] Trong giới hạn đơn domain khi kích thước hạt giảm thì Hc giảm cho đến khi Hc = 0, kích thước tại

đó Hc = 0 chính là giới hạn siêu thuận từ Hình 1.10 biểu diễn sự thay đổi của Hc khi đường

Do sự cạnh tranh giữa năng lượng dị hướng và năng lượng kích thích nhiệt mà các hạt thể hiện tính chất siêu thuận từ khi kích thước thoả mãn điều kiện:

𝑉𝑃 ≤25𝑇.𝐾𝐵

𝐾 (9) với Vp là thể tích hạt, kB là hằng số Boltzmann (kB = 1,38.10-23 J/mol.K), T là nhiệt độ của mẫu, K là hằng số dị hướng từ Theo công thức 9 ta có thể đánh giá giới hạn kích thước để

hạt thể hiện tính chất siêu thuận từ ở nhiệt độ phòng khi biết giá trị của K Ngược lại với các hạt có kích thước xác định (có Vp xác định) tồn tại nhiệt độ chuyển pha sắt từ - siêu thuận từ còn gọi là nhiệt độ Blocking (TB):

Hình 1.9: Đường cong từ hóa sắt từ ( -)

độ nhớt) Tuy nhiên với các hạt nhỏ có diện tích bề mặt (tính cho một đơn vị khối lượng) lớn nên có năng lượng bề mặt lớn, vì vậy các hạt này có xu hướng kết tụ với nhau tạo thành

các hạt lớn hơn để giảm năng lượng bề mặt Các hạt lớn tạo thành không thể nằm lơ lửng trong chất lỏng mang được nữa mà bị lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực Như vậy các hạt nano có xu hướng kết tụ và lắng đọng, điều này làm giảm sự ổn định của chất lỏng từ Một giải pháp được sử dụng để tăng tính ổn định của chất lỏng từ đó là sử dụng của hoạt động bề mặt Các chất hoạt động bề mặt có tác dụng bao bọc và phân cách các hoạt nano làm cho các hạt này không còn kết tụ với nhau nữa Một chất lỏng từ với độ ổn định cao sẽ gồm ba phần chính là: hạt nano từ tính, chất lỏng mang, chất hoạt động bề mặt Trong đó hạt nano từ tính là thành phần quan trọng nhất quyết định tính chất từ và khả năng ứng dụng của cả hệ

Các ứng dụng của hạt nano từ được chia làm hai loại: ứng dụng ngoài cơ thể và trong cơ thể Một số ứng dụng tiêu biểu trong rất nhiều ứng dụng đã và đang được nghiên cứu

2.4.2 Phân tách và chọn lọc tế bào:

Trong y sinh học, người ta thường xuyên phải tách một loại thực thể sinh học nào đó ra khỏi môi trường của chúng để làm tăng nồng độ khi phân tích hoặc cho các mục đích khác [2] Phân tách tế bào sử dụng các hạt nano từ tính là một trong những phương pháp thường được

sử dụng Quá trình phân tách được chia làm hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Đánh dấu thực thể sinh học cần nghiên cứu

- Giai đoạn 2: Tách các thực thể được đánh dấu ra khỏi môi trường bằng từ trường

Một trong những nhược điểm của hóa trị liệu đó là tính không đặc hiệu Khi vào trong cơ thể, thuốc chữa bệnh sẽ phân bố không tập trung nên các tế bào mạnh khỏe bị ảnh hưởng do tác dụng phụ của thuốc Chính vì thế việc dùng các hạt từ tính như là hạt mang đến vị trí cần thiết trên cơ thể (thông thường dùng điều trị các khối u ung thư) đã được nghiên cứu từ những năm 1970, những ứng dụng này được gọi là dẫn truyền thuốc bằng hạt từ tính [8]

Có hai lợi ích cơ bản là thu hẹp phạm vi phân bố của các thuốc trong cơ thể nên làm giảm tác dụng phụ của thuốc và giảm lượng thuốc điều trị

2.4.3 Tăng thân nhiệt cục bộ:

Phương pháp tăng thân nhiệt cục bộ các tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến các

tế bào bình thường là một trong những ứng dụng quan trọng khác của hạt nano từ tính Nguyên tắc hoạt động là các hạt nano từ tính có kích thước từ 20-100 nm được phân tán trong các mô mong muốn sau đó tác dụng một từ trường xoay chiều bên ngoài đủ lớn về cường độ và tần số để làm cho các hạt nano hưởng ứng mà tạo ra nhiệt nung nóng những vùng xung quanh Nhiệt độ khoảng 42 °C trong khoảng 30 phút có thể đủ để giết chết các tế bào ung thư [10] Nghiên cứu về kĩ thuật tăng thân nhiệt cục bộ được phát triển từ rất lâu và

có rất nhiều công trình đề cập đến kĩ thuật này nhưng chưa có công bố nào thành công trên người Khó khăn chủ yếu đó là việc dẫn truyền lượng hạt nano phù hợp để tạo ra đủ nhiệt lượng khi có sự có mặt của từ trường ngoài mạnh trong phạm vi điều trị cho phép Các yếu

tố ảnh hưởng đến quá trình nung nóng cục bộ là lưu lượng máu và phân bố của các mô

Thực nghiệm và tính toán cho biết tỉ số phát nhiệt vào khoảng 100 mW/cm3 là đủ trong hầu hết các trường hợp

2.4.4 Tăng độ tương phản cho ảnh cộng hưởng từ:

Mặc dù mômen từ của một proton rất nhỏ (1,5.10-3 µB) nhưng trong cơ thể động vật có một lượng rất lớn proton nên có thể tạo ra một hiệu ứng có thể đo được Nếu tác dụng một

từ trường cố định có cường độ H = 1 T cùng với một từ trường xoay chiều vuông góc với từ trường cố định và có tần số [11,12] Ví dụ, hạt nano có kích thước 30 nm được bao phủ dextran có thể nhanh chóng đi vào gan và tì trong khi những cơ quan khác thì chậm hơn Như vậy, mật độ hạt nano ở các cơ quan là khác nhau, dẫn đến sự nhiễu loạn từ trường địa phương cũng khác nhau làm tăng độ tương phản trong ảnh cộng hưởng từ do thời gian hồi phục bị thay đổi khi đi từ mô này đến mô khác

Như đã giới thiệu ở phần đầu hạt nano oxit sắt từ có ứng dụng rất lớn nó được dùng để

xử lý nước thải, dùng để dẫn xuất thuốc điều trị bệnh ung thư và đặc biệt các nhà khoa học

Mỹ thông báo có thể sử dụng các hạt sắt, oxit sắt để đốt các u ác tính Họ đã chế tạo thành công hệ các hạt nano sắt được phủ oxit sắt cho phép các hạt có thể quan sát được bằng kỹ thuật chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân

2.5 Các phương pháp chế tạo hạt nano oxit sắt từ

2.5.1 Phương pháp nghiền

Phương pháp nghiền được phát triển từ rất sớm để chế tạo hạt nanô từ tính dùng cho các ứng dụng vật lý như truyền động từ môi trường không khí vào buồng chân không, làm chất dẫn nhiệt trong các loa công suất cao, Trong những nghiên cứu đầu tiên về CLT[1], vật liệu từ tính ô-xít sắt Fe3O4, được nghiền cùng với CHHBM (a-xít Oleic) và dung môi (dầu, hexane) CHHBM giúp cho quá trình nghiền được dễ dàng và đồng thời tránh các hạt kết tụ với nhau Sau khi nghiền, sản phẩm phải trải qua một quá trình phân tách hạt rất phức tạp để có được các hạt tương đối đồng nhất Phương pháp nghiền có ưu điểm là đơn giản và chế tạo được vật liệu với khối lượng lớn Việc thay đổi CHHBM và dung môi không ảnh hưởng nhiều đến quá trình chế tạo Nhược điểm của phương pháp này là tính đồng nhất của các hạt nanô không cao vì khó có thể khống chế quá trình hình thành hạt nanô Hạt nanô từ tính chế tạo bằng phương pháp này thường được dùng cho các ứng dụng vật lý

bị ô xi hóa một phần bằng một chất ô xi hóa nào đó và già hóa hỗn hợp dung dịch có tỉ phần hợp thức Fe+2 và Fe+3 trong dung môi nước Phương pháp thứ nhất có thể thu được hạt nanô

có kích thước từ 30 nm – 100 nm Phương pháp thứ hai có thể tạo hạt nanô có kích thước từ

2 nm – 15 nm Bằng cách thay đổi pH và nồng độ ion trong dung dịch mà người ta có thể có được kích thước hạt như mong muốn đồng thời làm thay đổi điện tích bề mặt của các hạt đã được hình thành