Published October 10, 2023
| Version v1
Publication
Open
A narrative review of the synthesis, characterization, and applications of iron oxide nanoparticles
Creators
- 1. African Institute of Science and Technology
- 2. Edo State University Uzairue
- 3. Ambrose Alli University
- 4. University of Johannesburg
Description
Abstract The significance of green synthesized nanomaterials with a uniform shape, reduced sizes, superior mechanical capabilities, phase microstructure, magnetic behavior, and superior performance cannot be overemphasized. Iron oxide nanoparticles (IONPs) are found within the size range of 1–100 nm in nanomaterials and have a diverse range of applications in fields such as biomedicine, wastewater purification, and environmental remediation. Nevertheless, the understanding of their fundamental material composition, chemical reactions, toxicological properties, and research methodologies is constrained and extensively elucidated during their practical implementation. The importance of producing IONPs using advanced nanofabrication techniques that exhibit strong potential for disease therapy, microbial pathogen control, and elimination of cancer cells is underscored by the adoption of the green synthesis approach. These IONPs can serve as viable alternatives for soil remediation and the elimination of environmental contaminants. Therefore, this paper presents a comprehensive analysis of the research conducted on different types of IONPs and IONP composite-based materials. It examines the synthesis methods and characterization techniques employed in these studies and also addresses the obstacles encountered in prior investigations with comparable objectives. A green engineering strategy was proposed for the synthesis, characterization, and application of IONPs and their composites with reduced environmental impact. Additionally, the influence of their phase structure, magnetic properties, biocompatibility, toxicity, milling time, nanoparticle size, and shape was also discussed. The study proposes the use of biological and physicochemical methods as a more viable alternative nanofabrication strategy that can mitigate the limitations imposed by the conventional methods of IONP synthesis.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الخلاصة لا يمكن المبالغة في التأكيد على أهمية المواد النانوية الخضراء المصنعة ذات الشكل الموحد، والأحجام المخفضة، والقدرات الميكانيكية الفائقة، والبنية المجهرية للطور، والسلوك المغناطيسي، والأداء المتفوق. تم العثور على جسيمات أكسيد الحديد النانوية (IONPs) ضمن نطاق حجم 1–100 نانومتر في المواد النانوية ولها مجموعة متنوعة من التطبيقات في مجالات مثل الطب الحيوي، وتنقية مياه الصرف الصحي، والمعالجة البيئية. ومع ذلك، فإن فهم تكوين المواد الأساسية والتفاعلات الكيميائية والخصائص السمية ومنهجيات البحث مقيد وموضح على نطاق واسع أثناء تنفيذها العملي. يتم التأكيد على أهمية إنتاج IONPs باستخدام تقنيات التصنيع النانوي المتقدمة التي تظهر إمكانات قوية لعلاج الأمراض، والسيطرة على مسببات الأمراض الميكروبية، والقضاء على الخلايا السرطانية من خلال اعتماد نهج التوليف الأخضر. يمكن أن تكون هذه الخطط بمثابة بدائل قابلة للتطبيق لمعالجة التربة والقضاء على الملوثات البيئية. لذلك، تقدم هذه الورقة تحليلاً شاملاً للبحوث التي أجريت على أنواع مختلفة من المواد المركبة IONPs و IONP. يفحص طرق التوليف وتقنيات التوصيف المستخدمة في هذه الدراسات ويتناول أيضًا العقبات التي واجهتها التحقيقات السابقة ذات الأهداف المماثلة. تم اقتراح استراتيجية الهندسة الخضراء لتوليف وتوصيف وتطبيق IONPs ومركباتها ذات التأثير البيئي المنخفض. بالإضافة إلى ذلك، تمت مناقشة تأثير بنية الطور والخصائص المغناطيسية والتوافق الحيوي والسمية ووقت الطحن وحجم الجسيمات النانوية وشكلها. تقترح الدراسة استخدام الطرق البيولوجية والفيزيائية الكيميائية كاستراتيجية تصنيع نانوي بديلة أكثر قابلية للتطبيق يمكن أن تخفف من القيود التي تفرضها الطرق التقليدية لتوليف IONP.Translated Description (French)
Résumé On ne saurait trop insister sur l'importance des nanomatériaux synthétisés verts avec une forme uniforme, des tailles réduites, des capacités mécaniques supérieures, une microstructure de phase, un comportement magnétique et des performances supérieures. Les nanoparticules d'oxyde de fer (IONP) se trouvent dans la gamme de taille de 1 à 100 nm dans les nanomatériaux et ont une gamme diversifiée d'applications dans des domaines tels que la biomédecine, la purification des eaux usées et l'assainissement de l'environnement. Néanmoins, la compréhension de leur composition matérielle fondamentale, de leurs réactions chimiques, de leurs propriétés toxicologiques et de leurs méthodologies de recherche est limitée et largement élucidée lors de leur mise en œuvre pratique. L'importance de produire des IONP en utilisant des techniques de nanofabrication avancées qui présentent un fort potentiel pour le traitement des maladies, le contrôle des agents pathogènes microbiens et l'élimination des cellules cancéreuses est soulignée par l'adoption de l'approche de synthèse verte. Ces IONP peuvent servir d'alternatives viables pour l'assainissement des sols et l'élimination des contaminants environnementaux. Par conséquent, cet article présente une analyse complète de la recherche menée sur différents types de IONP et de matériaux à base de composites IONP. Il examine les méthodes de synthèse et les techniques de caractérisation employées dans ces études et aborde également les obstacles rencontrés dans les recherches antérieures avec des objectifs comparables. Une stratégie d'ingénierie verte a été proposée pour la synthèse, la caractérisation et l'application des IONP et de leurs composites avec un impact environnemental réduit. De plus, l'influence de leur structure de phase, de leurs propriétés magnétiques, de leur biocompatibilité, de leur toxicité, de leur temps de broyage, de leur taille de nanoparticules et de leur forme a également été discutée. L'étude propose l'utilisation de méthodes biologiques et physico-chimiques comme stratégie de nanofabrication alternative plus viable qui peut atténuer les limites imposées par les méthodes conventionnelles de synthèse IONP.Translated Description (Spanish)
Resumen La importancia de los nanomateriales sintetizados verdes con una forma uniforme, tamaños reducidos, capacidades mecánicas superiores, microestructura de fase, comportamiento magnético y rendimiento superior no puede ser exagerada. Las nanopartículas de óxido de hierro (IONP) se encuentran dentro del rango de tamaño de 1–100 nm en nanomateriales y tienen una amplia gama de aplicaciones en campos como la biomedicina, la purificación de aguas residuales y la remediación ambiental. Sin embargo, la comprensión de su composición material fundamental, reacciones químicas, propiedades toxicológicas y metodologías de investigación se ve limitada y ampliamente dilucidada durante su implementación práctica. La adopción del enfoque de síntesis verde subraya la importancia de producir IONP utilizando técnicas avanzadas de nanofabricación que muestren un gran potencial para la terapia de enfermedades, el control de patógenos microbianos y la eliminación de células cancerosas. Estos IONP pueden servir como alternativas viables para la remediación del suelo y la eliminación de contaminantes ambientales. Por lo tanto, este documento presenta un análisis exhaustivo de la investigación realizada sobre diferentes tipos de IONP y materiales basados en compuestos IONP. Examina los métodos de síntesis y las técnicas de caracterización empleadas en estos estudios y también aborda los obstáculos encontrados en investigaciones previas con objetivos comparables. Se propuso una estrategia de ingeniería verde para la síntesis, caracterización y aplicación de IONP y sus compuestos con impacto ambiental reducido. Además, también se discutió la influencia de su estructura de fase, propiedades magnéticas, biocompatibilidad, toxicidad, tiempo de molienda, tamaño y forma de las nanopartículas. El estudio propone el uso de métodos biológicos y fisicoquímicos como una estrategia de nanofabricación alternativa más viable que pueda mitigar las limitaciones impuestas por los métodos convencionales de síntesis de IONP.Files
s11671-023-03898-2.pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1ff2116c2995b4170b1473c7fc4c1e17
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مراجعة سردية لتوليف وتوصيف وتطبيقات الجسيمات النانوية لأكسيد الحديد
- Translated title (French)
- Une revue narrative de la synthèse, de la caractérisation et des applications des nanoparticules d'oxyde de fer
- Translated title (Spanish)
- Una revisión narrativa de la síntesis, caracterización y aplicaciones de las nanopartículas de óxido de hierro
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4387472970
- DOI
- 10.1186/s11671-023-03898-2
References
- https://openalex.org/W1518075024
- https://openalex.org/W1634116080
- https://openalex.org/W1644989217
- https://openalex.org/W1728683317
- https://openalex.org/W1846234957
- https://openalex.org/W1885067255
- https://openalex.org/W1968982832
- https://openalex.org/W1971153735
- https://openalex.org/W1971889834
- https://openalex.org/W1980862817
- https://openalex.org/W1983081196
- https://openalex.org/W1984319686
- https://openalex.org/W1985144096
- https://openalex.org/W1986632736
- https://openalex.org/W1987011694
- https://openalex.org/W1987021228
- https://openalex.org/W1988202363
- https://openalex.org/W1989465386
- https://openalex.org/W1993061449
- https://openalex.org/W1995426336
- https://openalex.org/W1998552050
- https://openalex.org/W2001094997
- https://openalex.org/W2002279353
- https://openalex.org/W2005855224
- https://openalex.org/W2007603674
- https://openalex.org/W2008671623
- https://openalex.org/W2015297216
- https://openalex.org/W2017078665
- https://openalex.org/W2017425798
- https://openalex.org/W2027812718
- https://openalex.org/W2030107850
- https://openalex.org/W2030206299
- https://openalex.org/W2032727878
- https://openalex.org/W2037645193
- https://openalex.org/W2038868478
- https://openalex.org/W2040335384
- https://openalex.org/W2048759369
- https://openalex.org/W2050603121
- https://openalex.org/W2051933040
- https://openalex.org/W2053720633
- https://openalex.org/W2056144667
- https://openalex.org/W2059006096
- https://openalex.org/W2061047098
- https://openalex.org/W2065258689
- https://openalex.org/W2066030159
- https://openalex.org/W2068677870
- https://openalex.org/W2070400563
- https://openalex.org/W2072163162
- https://openalex.org/W2072893292
- https://openalex.org/W2077426034
- https://openalex.org/W2078146748
- https://openalex.org/W2079040659
- https://openalex.org/W2081010182
- https://openalex.org/W2084663420
- https://openalex.org/W2084871302
- https://openalex.org/W2085278430
- https://openalex.org/W2086733153
- https://openalex.org/W2088014532
- https://openalex.org/W2088197039
- https://openalex.org/W2088822307
- https://openalex.org/W2089368480
- https://openalex.org/W2090829032
- https://openalex.org/W2094842632
- https://openalex.org/W2095708811
- https://openalex.org/W2104251127
- https://openalex.org/W2107094059
- https://openalex.org/W2121449944
- https://openalex.org/W2122258961
- https://openalex.org/W2123208057
- https://openalex.org/W2126531819
- https://openalex.org/W2132635270
- https://openalex.org/W2134126872
- https://openalex.org/W2134522603
- https://openalex.org/W2144277007
- https://openalex.org/W2146753380
- https://openalex.org/W2151562965
- https://openalex.org/W2157255155
- https://openalex.org/W2158325727
- https://openalex.org/W2159766406
- https://openalex.org/W2161542492
- https://openalex.org/W2181612213
- https://openalex.org/W2205767177
- https://openalex.org/W2207427869
- https://openalex.org/W2231198261
- https://openalex.org/W2318919486
- https://openalex.org/W2320281417
- https://openalex.org/W2330777161
- https://openalex.org/W2339135653
- https://openalex.org/W2465982046
- https://openalex.org/W2483812549
- https://openalex.org/W2501077540
- https://openalex.org/W2504995635
- https://openalex.org/W2513417361
- https://openalex.org/W2536780714
- https://openalex.org/W2547095640
- https://openalex.org/W2547240240
- https://openalex.org/W2550265948
- https://openalex.org/W2552215903
- https://openalex.org/W2555626252
- https://openalex.org/W2556866652
- https://openalex.org/W2563240595
- https://openalex.org/W2575806202
- https://openalex.org/W2587141866
- https://openalex.org/W2588898667
- https://openalex.org/W2589939154
- https://openalex.org/W2590863683
- https://openalex.org/W2597258650
- https://openalex.org/W2607346460
- https://openalex.org/W2610836576
- https://openalex.org/W2613238039
- https://openalex.org/W2616129231
- https://openalex.org/W2621244874
- https://openalex.org/W2622782311
- https://openalex.org/W2627388912
- https://openalex.org/W2747649650
- https://openalex.org/W2755502994
- https://openalex.org/W2766396963
- https://openalex.org/W2767557535
- https://openalex.org/W2786621818
- https://openalex.org/W2789545916
- https://openalex.org/W2792186980
- https://openalex.org/W2801307207
- https://openalex.org/W2803823019
- https://openalex.org/W2804539034
- https://openalex.org/W2806249186
- https://openalex.org/W2806473977
- https://openalex.org/W2806873483
- https://openalex.org/W2809626631
- https://openalex.org/W2810108951
- https://openalex.org/W2886235722
- https://openalex.org/W2890210137
- https://openalex.org/W2891876297
- https://openalex.org/W2895875463
- https://openalex.org/W2899246795
- https://openalex.org/W2901817340
- https://openalex.org/W2901821442
- https://openalex.org/W2903008294
- https://openalex.org/W2910429314
- https://openalex.org/W2921408491
- https://openalex.org/W2933320110
- https://openalex.org/W2934940825
- https://openalex.org/W2941053620
- https://openalex.org/W2943327744
- https://openalex.org/W2943339356
- https://openalex.org/W2944906172
- https://openalex.org/W2945431745
- https://openalex.org/W2947178161
- https://openalex.org/W2949278940
- https://openalex.org/W2962296124
- https://openalex.org/W2969523562
- https://openalex.org/W2970308307
- https://openalex.org/W2971063487
- https://openalex.org/W2971390249
- https://openalex.org/W2972649847
- https://openalex.org/W2979091381
- https://openalex.org/W2980418149
- https://openalex.org/W2983172694
- https://openalex.org/W2988604118
- https://openalex.org/W2990115831
- https://openalex.org/W2990724163
- https://openalex.org/W3003454644
- https://openalex.org/W3004779767
- https://openalex.org/W3005995574
- https://openalex.org/W3008979652
- https://openalex.org/W3010864301
- https://openalex.org/W3011571847
- https://openalex.org/W3014164603
- https://openalex.org/W3023839309
- https://openalex.org/W3026944920
- https://openalex.org/W3033240541
- https://openalex.org/W3037095003
- https://openalex.org/W3039098462
- https://openalex.org/W3046045234
- https://openalex.org/W3050436686
- https://openalex.org/W3072276386
- https://openalex.org/W3080635367
- https://openalex.org/W3094371187
- https://openalex.org/W3094595166
- https://openalex.org/W3104213461
- https://openalex.org/W3110756114
- https://openalex.org/W3111801093
- https://openalex.org/W3112832597
- https://openalex.org/W3120547980
- https://openalex.org/W3128984373
- https://openalex.org/W3131301221
- https://openalex.org/W3134631742
- https://openalex.org/W3150304226
- https://openalex.org/W3154465458
- https://openalex.org/W3156613703
- https://openalex.org/W3157673635
- https://openalex.org/W3158662151
- https://openalex.org/W3163999745
- https://openalex.org/W3169850841
- https://openalex.org/W3172054220
- https://openalex.org/W3180477523
- https://openalex.org/W3180677679
- https://openalex.org/W3184090652
- https://openalex.org/W3184467244
- https://openalex.org/W3197855419
- https://openalex.org/W3199144887
- https://openalex.org/W3200288708
- https://openalex.org/W3202932790
- https://openalex.org/W3207208249
- https://openalex.org/W3209018087
- https://openalex.org/W3217176158
- https://openalex.org/W4200119885
- https://openalex.org/W4205255597
- https://openalex.org/W4205716944
- https://openalex.org/W4206165379
- https://openalex.org/W4245954488
- https://openalex.org/W4295900308
- https://openalex.org/W4297359767
- https://openalex.org/W4308767354
- https://openalex.org/W4312172065
- https://openalex.org/W4313529614
- https://openalex.org/W4315498368
- https://openalex.org/W4319458212
- https://openalex.org/W4327768890
- https://openalex.org/W4367466945
- https://openalex.org/W4377021886
- https://openalex.org/W4380324118
- https://openalex.org/W4380480435
- https://openalex.org/W4383958533
- https://openalex.org/W4385856303