PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD

Yeliz Akpınar; N.tülün Güray; Mürvet Volkan

TR EN

POLİOL YÖNTEMİYLE ÇIÇEK ŞEKLİNDE DEMİR OKSİT NANOPARÇACIKLARININ HAZIRLANMASI

Öz

Nanoteknolojinin gelişimi, maddenin atomik seviyede tanımlanmasını, karakterize edilmesini ve işlenmesini sağlayarak malzeme biliminin son yüzyıla damgasını vurmasında etkili olmuştur. Bu gelişmeler; sağlık ve teknoloji gibi alanlarda insan ömrünü uzatmakta ve yaşam kalitesini artırmaktadır. Nanomalzemeler genellikle 1-100 nm boyut aralığındaki yapılar olarak tanımlanır ve nanoparçacıklar bu malzemelerin önemli bir sınıfını oluşturur. Manyetik nanoparçacıklar, benzersiz manyetik özellikleri sayesinde özellikle biyomedikal uygulamalarda (hedefli ilaç salımı ve manyetik hipertermi gibi) kritik roller üstlenir. Magnetit, maghemit ve hematit gibi farklı kristal yapılarına sahip demir oksit nanoparçacıkları, ıslak kimya yöntemleriyle sentezlenebilmektedir. Bu tür nanoparçacıkların kristal yapıları, şekil ve boyutları manyetik özelliklerini doğrudan etkilediğinden, kullanım amacına uygun olarak tasarlanmaları gerekir. Bu çalışmada; gelecekte çalışılması planlanan manyetik hipertermi tedavisinde kullanılmak üzere, 13.5 ± 3.6 nm ortalama boyutta, çiçek formunda maghemit nanoparçacıkları poliol yöntemiyle sentezlenmiştir. Süreç boyunca optimizasyon çalışmaları yürütülmüş; karakterizasyon amacıyla TEM, XRD ve VSM yöntemlerinden yararlanılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

ÖYP-DPT

Proje Numarası

BAP-08-11-DPT.2011K121010

Teşekkür

This work was produced from PhD thesis of Dr. Yeliz AKPINAR, and this study was supported by TÜBİTAK-BİDEB awarding grant (2211A-Domestic Graduate Scholarship Program) and ÖYP-DPT through Project BAP-08-11-DPT.2011K121010. We are grateful to Prof. Dr. Ayşen YILMAZ (METU, Department of Chemistry) for her support in the XRD measurements.

PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD

Öz

The development of nanotechnology has played a key role in shaping materials science over the past century by enabling the identification, characterization, and processing of matter at the atomic level. These advancements are extending human life expectancy and improving quality of life in fields such as healthcare and technology. Nanomaterials are generally defined as structures in the 1–100 nm size range, and nanoparticles constitute an important class of these materials. Magnetic nanoparticles play critical roles, particularly in biomedical applications (such as targeted drug delivery and magnetic hyperthermia), due to their unique magnetic properties. Iron oxide nanoparticles with different crystal structures, such as magnetite, maghemite, and hematite, can be synthesized via wet-chemical methods. Since the crystal structures, shapes, and sizes of such nanoparticles directly affect their magnetic properties, they must be designed to suit their intended application. In this study, flower-shaped maghemite nanoparticles with an average size of 13.5 ± 3.6 nm were synthesized via the polyol method for use in magnetic hyperthermia therapy, a future research project. Optimization studies were conducted throughout the process, and TEM, XRD, and VSM methods were utilized for characterization.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

ÖYP-DPT

Proje Numarası

BAP-08-11-DPT.2011K121010

Teşekkür

Bu çalışma, Dr. Yeliz AKPINAR'ın doktora tezinden üretilmiştir ve TÜBİTAK-BİDEB bursu (2211A-Yurtiçi Lisansüstü Burs Programı) ve ÖYP-DPT tarafından BAP-08-11-DPT.2011K121010 numaralı proje ile desteklenmiştir. XRD ölçümlerindeki desteği için Prof. Dr. Ayşen YILMAZ'a (METU, Kimya Bölümü) teşekkür ederiz.

Kaynakça

Atik, R., Islam, R., Ariza Gonzalez, M., Chinwangso, P., & Lee, T. R. (2025). Recent Advances in Polymer-Coated Metal and Metal Oxide Nanoparticles: From Design to Promising Applications. Nanomaterials, 15(22), 1744. https://doi.org/10.3390/nano15221744
Ayranpınar, İ., Duyar, A., Göçer, S., Kozak, M., Köroğlu, E. O., & Cırık, K. (2023). Demir (II, III) Oksit (Fe3O4) Nanopartiküller Kullanılarak Tekstil Atıksularının Arıtılması. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(1), 1–7. https://doi.org/10.17780/ksujes.1142242
Baabu, P. R. S., Kumar, H. K., Gumpu, M. B., Babu K, J., Kulandaisamy, A. J., & Rayappan, J. B. B. (2022). Iron Oxide Nanoparticles: A Review on the Province of Its Compounds, Properties and Biological Applications. Materials, 16(1), 59. https://doi.org/10.3390/ma16010059
Caruntu, D., Caruntu, G., Chen, Y., O’Connor, C. J., Goloverda, G., & Kolesnichenko, V. L. (2004). Synthesis of Variable-Sized Nanocrystals of Fe3O4 with High Surface Reactivity. Chemistry of Materials, 16(25), 5527–5534. https://doi.org/10.1021/cm0487977
Coduri, M., Masala, P., Del Bianco, L., Spizzo, F., Ceresoli, D., Castellano, C., Cappelli, S., Oliva, C., Checchia, S., Allieta, M., Szabo, D.-V., Schlabach, S., Hagelstein, M., Ferrero, C., & Scavini, M. (2020). Local Structure and Magnetism of Fe2O3 Maghemite Nanocrystals: The Role of Crystal Dimension. Nanomaterials, 10(5), 867. https://doi.org/10.3390/nano10050867
Durmuş, H. O. (2024). Biomedical applications of nanomaterials: A short review. Nano and Medical Materials, 4(1), 2044. https://doi.org/10.59400/nmm2044
Gavilán, H., Simeonidis, K., Myrovali, E., Mazarío, E., Chubykalo-Fesenko, O., Chantrell, R., Balcells, Ll., Angelakeris, M., Morales, M. P., & Serantes, D. (2021). How size, shape and assembly of magnetic nanoparticles give rise to different hyperthermia scenarios. Nanoscale, 13(37), 15631–15646. https://doi.org/10.1039/D1NR03484G
Hachani, R., Lowdell, M., Birchall, M., Hervault, A., Mertz, D., Begin-Colin, S., & Thanh, N. T. K. (2016). Polyol synthesis, functionalisation, and biocompatibility studies of superparamagnetic iron oxide nanoparticles as potential MRI contrast agents. Nanoscale, 8(6), 3278–3287. https://doi.org/10.1039/C5NR03867G

Hemery, G., Keyes, A. C., Garaio, E., Rodrigo, I., Garcia, J. A., Plazaola, F., Garanger, E., & Sandre, O. (2017). Tuning Sizes, Morphologies, and Magnetic Properties of Monocore Versus Multicore Iron Oxide Nanoparticles through the Controlled Addition of Water in the Polyol Synthesis. Inorganic Chemistry, 56(14), 8232–8243. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.7b00956
Hugounenq, P., Levy, M., Alloyeau, D., Dubois, E., Ricolleau, C., Wilhelm, C., Gazeau, F., & Bazzi, R. (2012). Iron Oxide Monocrystalline Nano flowers for Highly Efficient Magnetic Hyperthermia. The Journal of Physical Chemistry C, 116 (29), 15702-15712. https://doi.org/ 10.1021/jp3025478
Jyoti Rajput, & Kashish Saroj. (2025). Nanotechnology in Modern Physics: Materials, Devices, and Applications. International Journal of Advanced Research and Interdisciplinary Scientific Endeavours, 3(6), 1119–1129. https://doi.org/10.61359/11.2206-2564
Khulbe, R., Kandpal, A., Prasad, J., Chandra, B., & Kandpal, N. D. (2023). Polyol Synthesis of Nanoparticles: A Decade of Advancements and Insights. Asian Journal of Chemistry, 35(11), 2618–2630. https://doi.org/10.14233/ajchem.2023.30223
Kucheryavy, P., He, J., John, V. T., Maharjan, P., Spinu, L., Goloverda, G. Z., & Kolesnichenko, V. L. (2013). Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles with Variable Size and an Iron Oxidation State as Prospective Imaging Agents. Langmuir, 29(2), 710–716. https://doi.org/10.1021/la3037007
Labbi, A., Benhaoua, B., Ahmouda, K., Meftah, Y., & Benhaoua, Kh. (2021). Effect of iron chlorine concentration on type of green synthezed iron oxides nanoparticles using pheonixdactylifera l leaves extract. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures, 16(4), 1627–1634. https://doi.org/10.15251/DJNB.2021.164.1627
Qu, J., Cheah, P., Adams, D., Collen, C., & Zhao, Y. (2024). The influence of the polyol solvents on the continuous growth of water-dispersible iron oxide nanoparticles. Journal of Materials Research, 39(1), 165–175. https://doi.org/10.1557/s43578-023-01236-x
Rajput, S., Singh, L. P., Pittman, C. U., & Mohan, D. (2017). Lead (Pb 2+ ) and copper (Cu 2+ ) remediation from water using superparamagnetic maghemite (γ-Fe2O3) nanoparticles synthesized by Flame Spray Pyrolysis (FSP). Journal of Colloid and Interface Science, 492, 176–190. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2016.11.095
Salunkhe, A. B., Khot, V. M., & Pawar, S. H. (2014). Magnetic Hyperthermia with Magnetic Nanoparticles: A Status Review. Current Topics in Medicinal Chemistry, 14(5), 572–594. https://doi.org/10.2174/1568026614666140118203550
Singh, V., Yadav, S. S., Chauhan, V., Shukla, S., & Vishnolia, K. K. (2021). Applications of Nanoparticles in Various Fields (pp. 221–236). https://doi.org/10.4018/978-1-7998-6527-8.ch011
Teja, A. S., & Koh, P.-Y. (2009). Synthesis, properties, and applications of magnetic iron oxide nanoparticles. Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials, 55(1–2), 22–45. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2008.08.003
Vollath, D., Szabó, D. V., Taylor, R. D., Willis, J. O., & Sickafus, K. E. (1995). Synthesis and properties of nanocrystalline superparamagnetic γ-Fe2O3. Nanostructured Materials, 6(5–8), 941–944. https://doi.org/10.1016/0965-9773(95)00215-4
Yousif, N., Al-Jawad, S., Taha, A., & Stamatis, H. (2023). A review of Structure, Properties, and Chemical Synthesis of Magnetite Nanoparticles. Journal of Applied Sciences and Nanotechnology, 3(2), 18–31. https://doi.org/10.53293/jasn.2022.5179.1178

Ayrıntılar

Birincil Dil

İngilizce

Konular

Malzeme Bilimi ve Teknolojileri, Fonksiyonel Malzemeler

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Yeliz Akpınar ^*
0000-0001-7321-1421
Türkiye

N.tülün Güray
0000-0003-4572-1429
Türkiye

Mürvet Volkan
0000-0001-5112-9486
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

3 Eylül 2026

Gönderilme Tarihi

25 Şubat 2026

Kabul Tarihi

26 Haziran 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 29 Sayı: 3

IZ

https://izlik.org/JA83JS23RF

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Akpınar, Y., Güray, N., & Volkan, M. (2026). PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 29(3), 1101-1109. https://izlik.org/JA83JS23RF

AMA

1.Akpınar Y, Güray N, Volkan M. PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026;29(3):1101-1109. https://izlik.org/JA83JS23RF

Chicago

Akpınar, Yeliz, N.tülün Güray, ve Mürvet Volkan. 2026. “PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 (3): 1101-9. https://izlik.org/JA83JS23RF.

EndNote

Akpınar Y, Güray N, Volkan M (01 Eylül 2026) PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29 3 1101–1109.

IEEE

[1]Y. Akpınar, N. Güray, ve M. Volkan, “PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD”, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy 3, ss. 1101–1109, Eyl. 2026, [çevrimiçi]. Erişim adresi: https://izlik.org/JA83JS23RF

ISNAD

Akpınar, Yeliz - Güray, N.tülün - Volkan, Mürvet. “PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29/3 (01 Eylül 2026): 1101-1109. https://izlik.org/JA83JS23RF.

JAMA

1.Akpınar Y, Güray N, Volkan M. PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2026;29:1101–1109.

MLA

Akpınar, Yeliz, vd. “PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD”. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 29, sy 3, Eylül 2026, ss. 1101-9, https://izlik.org/JA83JS23RF.

Vancouver

1.Yeliz Akpınar, N.tülün Güray, Mürvet Volkan. PREPARATION OF FLOWER-SHAPED IRON OXIDE NANOPARTICLES VIA POLYOL METHOD. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 01 Eylül 2026;29(3):1101-9. Erişim adresi: https://izlik.org/JA83JS23RF