Importance of the Inter-Electrode Distance for the Electrochemical Synthesis of Magnetite Nanoparticles: Synthesis, Characterization, Computational Modelling, and Cytotoxicity
Notice bibliographique
Résumé
Magnetite (Fe3O4) nanoparticles, are promising inorganic nanomaterials for future biomedical applications due to their low toxicity and unique magnetic properties. However, the synthesis of these particles can often be expensive, energy intensive, and non-scalable, requiring the addition of surfactants to stabilize the material to control the particle size and avoid agglomeration. We wish to report a simple, green, surfactant-free electrochemical synthesis of these materials using a closed aqueous system at ambient temperature. Particle diameter, between 19 and 33 nm, was controlled by simply modifying the distance between the electrodes. These magnetite nanoparticles were then fully characterized using both spectroscopy and microscopy. Vibrational magnetometry indicates that as the size of the particle decreases, the magnetic hysteretic gap decreases, although for samples below 25 nm no inter-sample difference was observed. To support this experimental data, we carried out a Density Functional Theory (DFT) analysis of magnetite containing more than three iron atoms in the cluster, an essential proposition as magnetite contains three distinct iron species. These calculations were used to support the experimental observations, and closely reproduced both the experimental IR spectrum, and the XRD pattern. In vitro cytotoxicity assays showed dose responsive behavior for the nanoparticles, and demonstrated that they are non-toxic at clinically relevant concentrations; below 200 μg/mL we observed no toxicity in a 48-hour standard assay. This work represents the first DFT based simulation of this detailed magnetite cluster, and demonstrates that this sustainable synthetic method is capable of producing nanomaterials with a physical and biological profile that might make them suitable for biomedical applications. [DOI: 10.1380/ejssnt.2017.31]
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».