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氧化鐵納米顆粒在醫(yī)療技術(shù)中通常用作磁共振成像的造影劑或血液中藥物的轉(zhuǎn)運劑，例如腫瘤治療。對于這些應(yīng)用，納米顆粒必須具有生物相容性和超順磁性。因此，它們必須在磁場中具有很強(qiáng)的磁化能力，并且在磁場關(guān)閉時也必須失去磁化強(qiáng)度。使用分析高分辨率透射電子顯微鏡，弗萊貝格工業(yè)大學(xué)的一個團(tuán)隊研究了如何通過微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)一步改善納米顆粒的磁性。

研究人員將他們的研究結(jié)果發(fā)表在當(dāng)前一期的《科學(xué)報告》上。

了解尺寸在20至30納米之間的氧化鐵納米顆粒的確切結(jié)構(gòu)有助于優(yōu)化制造工藝并系統(tǒng)地改善顆粒的磁性。每個顆粒由至少兩個超順磁性納米晶核和一個對磁性沒有貢獻(xiàn)的殼組成。納米粒子的最大磁化強(qiáng)度取決于各個磁芯的相互取向。

內(nèi)核之間的定向程度如何?

“目前的研究狀態(tài)假設(shè)，多核氧化鐵納米顆粒中磁矩的強(qiáng)排列是通過單個核心的相同晶體取向?qū)崿F(xiàn)的。然而，我們的分析表明，這不一定是真的，“TU Bergakademie Freiberg的研究助理，該出版物的第一作者Stefan Neumann說。

“此外，核心的其他但仍然是特定的晶體取向關(guān)系可以促進(jìn)它們的磁相互作用。然而，核心的完全隨機(jī)排列會惡化納米顆粒的磁性，“諾依曼說。

“為了能夠根據(jù)需要生產(chǎn)高度超順磁性的氧化鐵納米顆粒，我們需要了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，”共同作者，TU Bergakademie Freiberg材料科學(xué)研究所所長David Rafaja教授說。“在納米顆粒的生產(chǎn)過程中，首先形成單個核心。當(dāng)核心有更多的時間以正確的方式排列時，納米顆粒的磁性可以進(jìn)一步改善。

背景：分析超細(xì)顆粒

結(jié)果是在優(yōu)先計劃“MehrDimPart——具有技術(shù)相關(guān)性的細(xì)顆粒系統(tǒng)的高度特異性和多維分餾”中獲得的。該研究的目的是開發(fā)技術(shù)方法，使具有所需特性的高度特異性和技術(shù)相關(guān)的粒子系統(tǒng)的受控生產(chǎn)成為可能。

除了來自TU Bergakademie Freiberg的團(tuán)隊外，卡爾斯魯厄理工學(xué)院的科學(xué)家也為當(dāng)前的出版物做出了貢獻(xiàn)。這項工作背后的基礎(chǔ)研究集中在納米顆粒的結(jié)構(gòu)上，以便能夠優(yōu)化具有特定磁性的顆粒的生產(chǎn)。沒有進(jìn)行毒理學(xué)研究。

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