Magnetophoresis Of Poly (SODIUM 4-STYRENESULFONATE) Fe3O4 Clusters The Influence of Colloidal Stability - Yeap , Swee Pin (2016)
Kajian ini didedikasikan untuk mendedahkan pengaruh kestabilan berkoloid terhadap magnetoforesis zarah-zarah Fe3O4. Pertama sekali, kestabilan berkoloid Fe3O4 terdedah telah berjaya dipertingkatkan selepas permukaanya disalut dengan polimer anionik yang kuat, poli(natrium 4-stirenasulfonat) berberat molekul 70K Da (PSS 70K), melalui teknik pascasalutan diaruh oleh elektrostatik yang dilakukan pada pH ~ 3.50. Peningkatan kestabilan berkoloid yang dicapai oleh kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4 tersebut sebahagian besarnya disumbangkan daripada tolakan elektrostatik dan tolakan sterik yang masing-masingnya mengatasi tarikan dwikutubdwikutub magnet apabila jarak antara zarah adalah < 97 nm dan < 50 nm. Namun begitu, kajian permisahan magnet menunjukkan bahawa semakin stabil berkoloid Fe3O4 itu, semakin sukar untuk memisahkannya dengan magnet. Dengan mengesani profil magnetoforesis bawah kecerunan medan magnet dengan purata magnitud 40.55 T/m, didapati bahawa Fe3O4 terdedah mencapai 100 % permisahan dalam masa 8 minit; manakala kelompok-kelompok PSS 70K/ Fe3O4 tidak dapat dipisahkan sepenuhya walaupun masa bagi permisahan magnet tersebut dilanjutkan sehingga satu jam. Dalam erti kata yang lain, salutan polimer yang pada mulanya digunakan untuk menstabilkan Fe3O4 itu secara elektrosterik justerunya menjejaskan kebersambutan mereka terhadap magnet. Berlainan daripada Fe3O4 terdedah yang menjalani magnetoforesis secara berkerjasama, didapati bahawa kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4 mengalami magnetoforesis berdasarkan pemeringkatan mengikut saiz di mana pemisahan magnetnya dikawal oleh kehadiran taburan saiz hidrodinamik di dalam ampaian tersebut. Selain daripada itu, kajian mikroskopik seterusnya mendedahkan perbezaan di antara kedua-dua entiti di mana kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4 cenderung untuk terhala sesama sendiri menjadi struktur seperti benang; manakala Fe3O4 terdedah cenderung untuk agregat sesama sendiri menjadi struktur fraktal yang berpelbagai dimensi. Pendekatan perhimpunan pengantara elektrostatik yang mudah telah dicadangkan dalam kajian ini untuk menghasilkan kelompokkelompok PSS 70K/Fe3O4 yang berpelbagai saiz (~ 200 nm hingga ~ 700 nm ). Di sini, didapati bahawa kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4 dengan purata saiz kelompok 459 nm bukan sahaja mempunyai kestabilan berkoloid yang baik, malahan menawarkan kebolehpisahan magnet yang tinggi (> 98 % kecekapan pemisahan dicapai apabila didedahkan kepada kecerunan medan magnet yang sama untuk 5 minit sahaja). Penemuan ini menunjukkan bahawa memanipulasi saiz kelompok bagi kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4 boleh digunakan sebagai penyelesaian untuk kebimbangan keseimbangan antara peningkatan kestabilan berkoloid dan kebolehpisahan magnet. Dalam bahagian akhir kajian ini, kestabilan berkoloid bagi kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4 didapati telah merosot selepas penambahan ionion logam (e.g., Ag+, Cu2+, Cr3+, Ca2+, Mg2+). Keputusan menunjukkan bahawa kepekatan kation logam memainkan peranan yang lebih penting daripada kekuatan ion yang lazimnya dipercayai dalam meningkatkan proses pengagregatan tersebut. Di samping itu, dengan kehadiran ion Cu2+, bahan-bahan organic terlarut seperti asid humik dan natrium alginat didapati membentuk kompleks dengan kelompokkelompok PSS 70K/Fe3O4. Pembentukan kompleks ini kemudiannya juga akan mempengaruhi kestabilan berkoloid dan justerusnya kelakuan magnetoforesis kelompok-kelompok PSS 70K/Fe3O4.