磁性纳米材料的研究进展
磁性纳米材料在生物医学领域的应用研究
磁性纳米材料在生物医学领域的应用研究磁性纳米材料是一种具有特殊磁性性质和微小尺寸的纳米粒子，其应用领域广泛，尤其在生物医学领域中具备巨大的潜力。
本文将重点探讨磁性纳米材料在生物医学领域中的应用研究进展，涉及其在诊断、治疗和生物分析等方面的应用。
一、磁性纳米材料在医学诊断中的应用1. 磁共振成像（MRI）磁性纳米材料具有优异的磁性性能，可作为MRI对比剂，提高诊断的准确性和敏感性。
通过将磁性纳米材料注射到患者体内，可以更清晰地展现组织和器官的结构，检测疾病的早期变化。
2. 磁性粒子法磁性纳米粒子可以与药物或抗体等生物标志物结合，通过外加磁场作用，将其靶向输送至病变部位，实现对疾病的定位和治疗。
这种磁性粒子法已广泛应用于肿瘤治疗、心脑血管疾病诊断与治疗以及传统药物的改良。
二、磁性纳米材料在医学治疗中的应用1. 靶向治疗利用磁性纳米材料的磁性效应，将其与药物结合，可以实现药物的靶向输送，减少对正常细胞的损害，提高治疗效果。
例如，通过将磁性纳米材料修饰在药物分子上，可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
2. 热疗磁性纳米材料在外加磁场的作用下产生剧烈的磁性加热效应，可用于局部热疗。
将磁性纳米材料注射到肿瘤组织中，通过对磁场加热，使肿瘤组织局部升温，达到杀灭肿瘤的目的。
这种热疗方法具有非侵入性、无辐射的特点，被广泛应用于肿瘤治疗领域。
三、磁性纳米材料在生物分析中的应用1. 生物标记磁性纳米材料可以作为生物标记物，通过与生物分子（如蛋白质、抗体等）结合，实现对生物分子的检测和定量分析。
磁性纳米材料的磁性效应可通过磁性检测方法进行分析，具备高灵敏度和快速反应的特点。
2. 磁性免疫分析磁性纳米材料结合传统的免疫分析方法，可以实现对生物样品中微量成分的快速检测。
通过对磁性纳米材料的修饰和功能化，可以提高检测的灵敏度和选择性，并且实现高通量、自动化的分析过程。
总结：磁性纳米材料在生物医学领域中的应用研究已取得了许多令人瞩目的进展。
载药磁性纳米材料研究进展
Ｊｎ ． ｕｅ
２ｏ ０８
文 章 编 号 ：０４— ２０ ２０ ）２— ０ ５ ４ １０ ４ ８ （０ ８０ ０ ０ —０
载 药磁 性 纳 米 材 料 研 究进 展
周 伟家 ， 何 文 ， 洪石 ， 赵 李正茂 ， 闫顺璞
（ 山东轻 工业学院 材料科学 与工 程学院 ， 山东 济南 ２０ ５ ） ５ ３３ 摘要： 载药磁性纳米载体 由磁核 、 骨架材料 和药物组成 。在外 加磁场 作用下 ， 体携带 药物 在体 内定 向移 动 ， 高 载 提
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｖ ｌ ｐｍ ｅ ｔｏ ａ ｎ ｔｃ ｍ ｅ ｉ ｉ ｅ— ｃ ｒ ｉ ｄ ｎ ｎｏ ａ ｅ ｉ ｌ ｓ ａ ｃ ｏ ｅｏ ｎ ｆｍ ｇ ｅ ｉ ｄ ｃ ｎ — ａ ｒ ｅ ａ ｍ ｔ ｒａ ｓ
Ｚ Ｏ ｉ ｉ， Ｅ Ｗｅ ， Ｈ Ｏ Ｈ ｎ —ｓｉＬ ｈｎ —ｉ ｏ Ｙ Ｎ Ｓ ｕ Ｈ Ｕ Ｗｅ —ｊ Ｈ ｎ Ｚ Ａ ｏ ｇ ｈ， Ｉ ｅ ｇ ｎ ， Ａ ｈｎ—ｐ ａ Ｚ ａ ｕ
ｔｏ ｉｎ，ｔ ｎ ａ ｃ ｒ ａｍｅ ｔｅ ｉｉｎ ｙ，ａ ｅ ｕ ｅ ｐ ｉｏ ｏ ｓｓｄ ｆ ｔ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｆ ｃｅ ｃ ｎｄ ｒ ｄ ｃ ｏｓ ｎ ｕ ｉ ｅ ｅ ｅ ．Ｍａ ｎ ｔ ｄ ｉｉ ｅ—ｃ ｒｉ ａ ｏ － ｃ ｇ ｅ ｉ ｍｅ ｃｎ ｃ ａ ｒｅ ｎ ｎ ｍａ ｄ ｔｒａ ｎ ｂｏ ｄ ｉａ ｅｄ ｈ ｓ ｉ ｏ ｒａ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｕ ｈ ａ ａｇ ｔ ｄ ｉｉ ｅ，ｍａ ｎ ｔ ｍｂ ｌｓ ａ ｄ ｒｓ － ｅｌ ｉ ｉｍｅ ｃ ｌｆ ｌ ａ ｍｐ ｔｎｔａ ｐｉａｉ ｓ ｓ ｃ ｔｒ ｅｅ ｍｅ ｃｎ ｌ ｉ ｏ ｓ ｄ ｇ ｅｉ ｅ ｏｉｍ ｏ ｃ ｎ ｅ ｎ ｎ ｅ ｉ ｇｎ ａ ｃ ｍａ ｉｇ．Ｔ ｓａ ｔ ｌ ｉ ｌ ｎ ｒｄ ｃ ｓｔｒ ｅｅ ｃ ｈ ｉｍ，ｓｎ ｅｉ ｔｏ ｈｉ ｒｉ ｅ ｍａｎｙ ｉｔｏ ｕ ｅ ａ ｇ ｔ ｍｅ ａ ｓ ｃ ｄ ｎ ｙ ｔ ｔｃｍｅ ｄ，ａ ｐ ｉａｉｎ ａ ｄ ｒｓ ａｃ ｈ ｈ ｐ ｌｃ ｔｏ ｅｅ ｒ ｈ ｎ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆｍａ ｎ ｔｃ ｍｅ ｉｉｅ— ｃ ｒｉ ａ ｏ ｔｒａ ． ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｇ ｅｉ ｄ ｃ ｎ ａ ｒ ｎ ｎ ｍａｅｉ ｄ ｅ １ Ｋｅ ｒ ｓ： ｇ ｅｉ ａ ｇ ｔ ｇ；ｓ ｔ ｅｉ ｔ ｏ ；ｓ ｒａ ｅ ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎ；ｒｓ ａ ｃ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｍａ ｎ ｔｃ ｔｒｅ ｉ ｎ ｎ ｙ ｈ ｔｃ ｍｅ ｄ ｈ ｕｆ ｃ ｄ ｆ ａｉ ｉ ｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｖ ｌｐ ｎ
药物递送系统中的纳米磁性技术研究进展
药物递送系统中的纳米磁性技术研究进展近年来，纳米技术在医学领域得到广泛应用，其中纳米磁性技术对药物递送系统的研究成果备受关注。
纳米磁性技术结合了纳米材料的特殊性质和磁性的响应性，为药物递送提供了新的解决方案。
本文将围绕纳米磁性技术在药物递送系统中的研究进展展开讨论。
一、纳米磁性技术在药物递送系统中的原理及优势纳米磁性技术的核心原理是利用具有磁性的纳米材料作为药物载体，通过外加磁场的作用实现药物的靶向输送。
这种技术具有以下几个优势：1. 高度靶向性：纳米磁性药物载体可以通过表面修饰实现对特定细胞或组织的高度靶向递送。
通过合理设计载体的表面修饰，如与靶细胞表面的特异性靶向分子结合，可以实现药物的精准递送，提高药物的疗效。
2. 控释性能优越：纳米磁性材料可以通过调节外界磁场的强弱来控制药物的释放速率和位置。
这种可调控的控释性能使药物递送系统更能保持恰当的药物浓度，避免过量用药或药物在体内过早降解的问题。
3. 可视化追踪：纳米磁性技术可以结合成像技术，如磁共振成像（MRI），实现对药物递送过程的实时监测和准确定位。
这为药物递送过程的定量研究提供了重要手段。
二、纳米磁性技术在癌症治疗中的应用癌症治疗是纳米磁性技术在药物递送系统中的一个重要应用领域。
目前，已有多种纳米磁性治疗药物递送系统在临床试验中展现出良好的疗效。
1. 磁性纳米粒子药物递送系统：磁性纳米颗粒作为药物载体，具有较大的比表面积和较强的磁响应性。
在磁场的作用下，药物可以被精确输送到靶细胞处，有效提高治疗效果。
2. 磁性纳米粒子联合光热疗法：将具有光热效应的纳米材料与磁性纳米粒子结合，可以实现联合光热疗法。
在外界磁场和激光的共同作用下，药物递送系统可以实现精确的热疗，杀灭癌细胞。
3. 磁性纳米粒子导引肿瘤靶向治疗：通过外加磁场的导引作用，磁性纳米粒子可以被定位于肿瘤部位。
这为高效药物递送、低剂量治疗提供了可能。
三、纳米磁性技术在神经系统疾病治疗中的应用除了癌症治疗，纳米磁性技术在神经系统疾病治疗中也显示出潜力。
磁性纳米晶研究现状及发展趋势[论文]
![磁性纳米晶研究现状及发展趋势[论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/161426d3d15abe23482f4da5.png)
磁性纳米晶的研究现状及发展趋势磁性纳米晶因具有小尺寸效应、量子尺寸效应、宽频带强吸收等一系列特性，在磁流体、磁共振成像、催化、磁记录材料等领域有着广泛的应用。
重点对磁性纳米晶目前的研究水平和器件应用概况进行了综述。
磁性纳米晶研究现状除金属和半导体纳米材料外，磁性纳米材料也是很重要的一类，由于它们在医学、药学、生物技术等方面有着巨大的潜在用途，尤其是具有在外磁场下可控运动的特点，使得它们一直是材料科学和化学研究的热点。
另外，金属纳米粒子如co、fe、ni在磁记录工业中有重要的用途，纳米粒子能用于磁盘制作，纳米棒能用于磁记录。
通常研究的无机磁性材料主要包括铁、钴、镍、锰及其合金、氧化物，本部分主要介绍它们的单质、合金及氧化物的非水相合成。
park等以fe(co)5为反应底物，在topo中分解首先得到了球形的fe纳米晶，为了使fe(co)5完全分解需要达到340℃的高温。
他们利用前一步生成的fe纳米晶为晶种，通过再次加料得到新的产物，将新的产物在二-十二烷基二甲基溴化铵(ddab)的吡啶溶液中回流制得了单分散的棒状的fe纳米晶，棒的结构可以通过调节ddab 在吡啶中的浓度在控制。
在此基础上他们通过在辛醚中分解fe(co)5先制备了球形fe纳米晶后，用三甲基氮氧化物进行氧化得到了高结晶度的单分散球形γ-fe2o3纳米晶。
dumestre等在还原气氛中以fe［n(sime3)2］2为前驱体，十六胺和油酸(或十六烷基氯化铵)为溶剂，在150℃下，制得了边长为7nm的立方体。
这些立方体沿着晶轴紧密排列，形成超晶格结构。
puntes等以三辛基氧化膦和油酸为稳定剂，在间氯代苯中加热分解八羰基二钴制备出了钴纳米颗粒，并发现反应起始阶段生成的产物为棒状，随着时间的延续逐渐变为球形，相态也有hcp变成ε态。
通过改变两种稳定剂的配比及反应物浓度，也可以实现对所得co纳米晶形貌和尺寸的精确控制。
他们随后报道了在线性结构的胺中快速分解八羰基二钴制备出了盘状的hcp结构的co纳米晶，其它的稳定剂，如三辛基氧化膦、油酸可以用来调节产物的分散性、结构及溶解度。
磁性材料的研究进展与应用
磁性材料的研究进展与应用现代科技离不开材料科学的发展，而磁性材料便是其中的一个重要分支。
磁性材料在生产生活以及军事国防等各个领域都有广泛的应用，其重要性不言而喻。
近年来，磁性材料的研究也在不断深入，这篇文章就来谈一谈磁性材料的研究进展与应用。
一、人造磁体的磁场稳定性研究人造磁体的磁场稳定性是判断其使用寿命的关键指标之一。
磁场稳定性并不能通过一两次测量就确定，而是需要长时间的跟踪观测。
为了提高人造磁体的磁场稳定性，研究人员从各个方面入手，如材料制备、工艺改进、设计优化等。
在新材料的研究方面，研究人员发现具有高磁各向异性和高饱和磁感应强度的纳米晶粒磁体具有较好的稳定性。
同时，改进制备工艺也能提高磁体的稳定性。
比如改进成分比例、优化离子注入能量等。
在磁体设计方面，改变线圈组合方式、优化感应体积等也能提高磁场的稳定性。
深入研究人造磁体磁场稳定性的同时，也需要充分考虑其实际使用环境。
比如在核聚变反应堆等高辐射环境下的稳定性问题。
只有在真正的实际环境中进行测试，才能更准确地评估其稳定性表现。
二、磁制冷技术的应用磁制冷技术是一种新兴的制冷技术，与传统气体制冷、压缩机制冷等技术相比，磁制冷技术具有更高的制冷效率、更低的工作噪声、更小的体积等优势。
利用磁制冷技术可以制造出更节能、更环保、更健康的制冷设备。
磁制冷技术的核心就是磁性材料的磁焓变化，当一个磁体受到外界磁场的作用时，会发生一定的磁焓变化，这种磁焓变化会转化为温度变化，从而实现对制冷介质的冷却效果。
通过对磁性材料的磁焓变化机制的深入研究，科研人员逐渐掌握了其制冷原理。
目前，磁制冷技术已经在各个领域得到了广泛应用。
比如在电子设备、汽车空调、医疗领域等。
三、高磁场环境下的研究高磁场环境下的磁性材料研究一直是磁性材料领域的热点之一。
在高磁场环境下，磁性材料的磁化状态会发生变化，其性能表现也会发生变化。
因此，研究高磁场下的磁性材料，不仅对于制造高磁能器件、储能器等有着重要意义，还能推动整个磁性材料领域的发展。
磁性纳米复合材料的制备及其应用研究
磁性纳米复合材料的制备及其应用研究近年来，纳米复合材料因其独特的性质和广泛的应用前景得到了越来越多的关注。
尤其是磁性纳米复合材料，因其具备磁性和纳米晶体两种特殊性质，已被广泛应用于医学、环保、电子、能源和生物领域等方面。
本文将介绍磁性纳米复合材料的制备方法和其在各个领域中的应用研究。
磁性纳米复合材料的制备方法磁性纳米复合材料的制备方法主要包括物理法和化学法两种。
物理法包括溅射法、电化学沉积法、磁控溅射法等，其中最常用的是磁控溅射法。
这种方法利用高能量离子轰击靶材，将靶材中的原子或分子释放出来，并在基底上形成纳米颗粒。
通过控制制备过程中的工艺参数，如离子束能量、靶材组成、沉积时间等，可以控制纳米颗粒的大小、形状和分散性。
该方法制备出的磁性纳米复合材料具有高精度、高可控性和优异的尺寸控制效果，但由于需要高能量离子轰击靶材，因此制备成本较高。
化学法包括溶胶-凝胶法、共沉淀法、聚合物复合法等，其中最常用的是共沉淀法。
这种方法通过将化学试剂在溶液中混合反应，形成纳米颗粒。
通过控制反应条件，如温度、pH值、反应时间等，可以控制纳米颗粒的大小、形状和分散性。
该方法制备出的磁性纳米复合材料具有低成本、规模化生产和较好的可控性，但易受到反应条件的影响，制备难度较大。
磁性纳米复合材料的应用研究磁性纳米复合材料在医学领域中有着广泛的应用。
例如，磁性纳米复合材料可以作为MRI（磁共振成像）对比剂，提高成像的对比度，从而更精确地诊断疾病。
此外，通过将磁性纳米复合材料与药物分子结合，可以制备出具有定向、可控释放的靶向药物传递系统，从而提高药物的效果、减少副作用。
磁性纳米复合材料在环保领域中也有着广泛的应用。
例如，磁性纳米复合材料可以用来吸附重金属离子，在废水处理中发挥重要作用。
此外，磁性纳米复合材料还可以用来吸附有机污染物，如苯、甲苯等，解决城市空气污染。
磁性纳米复合材料在电子领域中也有不少应用。
例如，磁性纳米复合材料可以用来制备高密度磁盘、磁性条形媒体等。
纳微磁学的研究进展与应用前景
纳微磁学的研究进展与应用前景近年来，纳微磁学作为一种新兴的研究领域备受关注。
纳微磁学是磁学的分支领域，在微观尺度上研究磁性现象。
它通过深入研究物质的磁性本质，探究磁性材料在不同条件下的行为和特性，揭示物质内部微观结构与宏观物性之间的关系，为相关领域的应用提供了理论依据和实验基础。
下面我们将重点探讨纳微磁学的研究进展和应用前景。
一、纳微磁学研究进展1.磁性材料的微构变化研究纳微磁学主要研究磁性材料的微观结构和磁性特性之间的关系。
现代纳米技术的发展使得研究人员能够制备出各种尺寸的磁性纳米颗粒。
这些纳米颗粒具有鲜明的量子尺寸效应和表面效应，相比于宏观物质，会表现出更为复杂的磁性行为。
通过研究纳米颗粒的尺寸和形态等因素对其磁性的影响，可以进一步认识磁性材料的微观结构和磁性特性之间的关系。
2.磁色谱技术的研究和发展磁色谱技术是基于磁性材料对磁场的响应而发展起来的一种分析方法。
它具有灵敏度高、分辨率高等优点，可以用于分离、富集和确定各种物质中微量的磁性成分，如Fe、Mn、Ni等，对于化学、生物、环境等领域的研究具有重要意义。
近年来，磁色谱技术的研究重点主要集中在纳米颗粒的制备、表面修饰和离子交换等方面，以提高其分离效率和分离选择性。
3.磁性元件的研究和开发磁性元件是指通过磁性效应实现信息存储、传输和处理等功能的元器件，如磁存储器、磁头、磁光器件、磁阻传感器等。
其中，磁存储器作为信息技术发展的基础之一，一直是纳微磁学的重要研究领域。
近年来，磁存储器的发展主要围绕提高存储密度、降低功耗、提高性能等方向展开。
此外，磁阻传感器作为一种新型的传感器，在诸多领域也有着广泛的应用前景。
二、应用前景展望随着信息技术和微纳技术的飞速发展，纳微磁学的应用前景也变得越来越广阔。
下面我们将就纳微磁学在信息存储、生物医学、环保等领域的应用前景进行展望。
1.信息存储领域信息存储是纳微磁学的一个重点应用领域。
随着云计算和大数据时代的到来，对于磁性材料的高密度存储需求越来越高。
磁性纳米晶的研究现状及发展趋势
ｅ０， 纳米晶， 为了使 Ｆ （ Ｏ 完全分解需要达到 ３０ ｅＣ ） ４￣ Ｃ的高温。他 们利用前一 Ⅳ族半导体纳米晶的方法用于油溶性的 一Ｆ 磁性纳米 晶的合成。他
步 生成 的 Ｆ 纳米晶为晶种 ， ｅ 通过再次加料得到新 的产物 ， 新的产物在二 们先将高沸点的三辛胺溶剂和 溶解有铜铁试 剂和铁 的络合物 的辛胺 溶液 将
一
十二烷基二 甲基溴化铵（ ＤＡ ） Ｄ Ｂ 的吡啶溶液中回流 制得 了单分散 的棒状 分 别在 １０Ｃ ６ ℃通入氮气 除去水和 氧， １￣和 Ｏ 然后将三 辛胺加 热至 ３０ ０ ℃在
的 Ｆ 纳米 晶， ｅ 棒的结构可 以通 过调节 Ｄ ＡＢ在 吡啶中 的浓 度在控 制。在 剧 烈搅 拌下迅速注入铜铁试剂和铁 的络合 物的辛胺溶液 ， Ｄ 加热 回流 ３ ｒｉ ０ ｎ ａ 经过粒 径选择性沉淀处理后 ， 得到平均粒径 为 １ｎ 的 一 ０ｍ 此基 础上他们通过在辛醚中分解 Ｆ ｆ Ｏ） ｅ Ｃ 先制备 了球 形 Ｆ ｅ纳米 晶后 ， 用 后冷却至室温 ， ｅ０ ｙｏ 三甲基氮氧 化物进 行氧化 得到 了高结晶度 的单分散 球形 一Ｆ 纳 米 Ｆ 磁性纳米粒子 。Ｈ ｅｎ等在 以前工作的基础上他 们通过在 辛醚 中分 ｅ０， ｅ Ｃ 先制备 了球形 Ｆ 纳米 晶后 ， ｅ 用三 甲基氦 氧化物进行 氧化得到 晶。Ｄ ｍｅｔ ｕ ｓ ｅ等在还原气氛 中以 Ｆ ［ ＳＭｅ ） ：为前驱体 ， 六胺 和油 解 Ｆ （ Ｏ） ｒ ｅ Ｎ（ ｉ ， ］ 十 ｙ—Ｆ ， ｈｏ 酸（ 或十六烷基氯化铵 ） 为溶剂 ， １０ 下， 在 ５℃ 制得了边长为 ７ ｍ 的立方体。 了高结 晶度 的单分散球形 ＾ ｅＯ 纳 米晶。Ｃ ｅｎ在 不采用其他 氧化剂 ｎ 这些立方体沿着 晶轴紧密排列 ， 形成超 晶格结构。 的情况下 ， 直接在含十 二胺 的间氯代苯 中加 热分解 Ｆ （ Ｏ） ｅ Ｃ 制备 了 一 ｅ０， 通过改变十 二胺 的用量和回流时间， 功地实现了对所得 成 Ｐ ｎｅ 等 以三辛基氧化膦和油酸 为稳定 剂， ｕｔｓ 在间氯代苯 中加热分解八 Ｆ 纳米粒 子， 得到 了具有球形 ， 三角形 ， 菱形和 六角形 的纳米粒 羰基二钴制备 出了钴纳米颗粒 ． 并发现反应 起始阶 段生成 的产 物 为棒 状 ， 地纳米粒子形状地控制 ， Ｆ （ Ｏ） ｅ ｅ０ 随着时间的延续逐渐变为球形 ， 态也 有 ｈ ｐ变成 ｓ态。通过改变 两种稳 子。由于其分解温度低 ， ｅ Ｃ 已经成为制备 Ｆ 和 一Ｆ ，纳米粒子 相 ｃ 定剂的配比及反应物浓度 ， 也可 以实现对所得 ｃ ｏ纳 米晶形貌 和尺寸 的精 的首选 。Ｓ ｎ ｕ 等人 以乙酰 丙酮铁 为铁 源 ， 油酸和油胺 为稳 定剂 ， ， 十六 １２一 在高沸点溶剂苯醚或苄醚中成功合成 了Ｆ 纳米晶， ｅ０ 以 确控制。他们随后报道 了在线 性结构的胺 中快速分 解八羰基 二钴制 备出 二元醇 为还原剂 。 ｎ ｅ０ 通过改变晶种与乙酰丙酮铁的比例， 可以 了盘状的 ｈｐ结构的 ｃ ｃ ｏ纳米晶 ， 其它的稳定剂 ， 如三辛基氧化膦 、 油酸可 以 ４ ｍ的球形 Ｆ 纳米晶为晶种 ， 用来调节产物 的分散性 、 结构及溶解度。盘状 的纳米晶具有铁磁性 能自发 得到不同尺寸的球形 Ｆ 纳米粒子， ｅ０ 在此 基础 上作者还制备合 成了一系 ｅ０ Ｍ ｅ Ｍｎ Ｃ ） ｕ等 以 Ｆ Ｏ ｅ 组装成长的带状结构 。Ｍｕｒｙ等 以 ｃ （ Ｈ Ｃ ・ Ｈ ０为反应 底物 ， ｒ ａ ０ Ｃ ＯＯ） ４ 油 列的晶尖石型 铁氧 ＭＦ （ ＝Ｆ ， ， ｏ 磁 性纳 米 晶。Ｙ Ｏ 为起始原料 ， 通过 它和油酸反应可以得 到油酸 铁 ， 油酸铁在油酸 和十 酸和三辛基氧化膦为稳定剂 ， 二苯醚为溶剂， 在惰性气氛中 ， 注入还原剂 １ （ Ｈ） ， ｅ０ 通过控制 ２一十二烷基二醇反应制得 ｈ ｐ结构的 ｃ 纳米 晶， ｃ ｏ 经过尺寸选择分离后 ， 产 八烯的混合体 系中受热分解可以制备 出单分散 的 Ｆ 纳 米晶 ， 物的粒径分布误差约为 ５ ％。在反应 过程中 ， 通过调 节稳定剂 和钴 盐的量 反应时间的长短和 Ｆ Ｏ（ Ｈ） ｅ Ｏ 与油酸 的量来控制纳米晶的尺寸 ， 同时发现 当 或调节有机膦的用量来实现纳米晶尺寸 的控 制。进 一步 在二苯醚中 ， 以油 油酸的量大于 Ｆ Ｏ（ Ｈ）０倍 以上时将没有纳 米晶的生成 ， 可能是 由于 ｅ Ｏ １ 这 ａｋ等利用 Ｆ Ｃ ・ ｅ Ｉ Ｈ ０和油酸钠反 胺和三丁基氧化膦为稳定剂 ， 分解八羰基二钴制备 出了有多重挛晶组成的 过量的酸阻止纳 米晶的成核造成的。Ｐ ｒ 并用它为前驱体 。 在十八 烯 中分解 得到 了单分 散的 Ｆ Ｃ结构的 ｃ 纳米晶。Ｄ ｍ ｓｅ Ｃ ０ ｕ ｅ ｒ 等在 苯 甲醚 中 ， ｔ 氢气 氛下分 解 ｃ （１ 应也制备 出了油酸铁 ， ０１ 一 并对它们形 成 的机理 进行 了深入 的研 究。结构表 明， ｃ Ｈ ， （ 一ｃ Ｈ。） ） ： 制备 出了 ｈｐ结构 的 ｃ 纳米 晶， 过改变反应条件可 铁的氧化物纳米 晶， ｏ ｏ 通 ０％ ４℃ 并释 放 出 Ｃ 但 是 当温度 低于 Ｏ。 以使产物选择性的生成尺寸均匀的粒状 ， 棒状甚 至线 状。他 们还研究 了纳 油酸铁在 ２ ０ 一２０ 之 间开始成 核 ， ５ ％时， 油酸铁的另外 两个氧 铁键 断裂 的比较缓 慢 ， 产物 产生 多分散 使 米晶的结构和所用烷基链长短的关系 ， 出了纳米棒 的生成 可能是超分子 ２ ０ 提 他们用类似的方法， 制备 出了粒径为 １ ｉ ｆ ２ ｒ ｃ 构的 ｍ ｃ结 组装或稳定剂在溶液中的动 力学因数造成 的。值得提 出的是 ， 这和 以前提 性。值得一提 的是 ，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁性纳米材料的研究进展Progress of magnetic nanoparticles李恒谦﹡贾雪珂李艳周康佳（合肥工业大学，安徽宣城）（Hefei University of Technology, Xuancheng, Anhui, China)摘要：纳米技术是近年来发展起来的一个覆盖面极广、多学科交叉的科学领域。
而磁性纳米材料因其优异的磁学性能，也逐渐发挥出越来越大的作用。
随着科学工作者在制备、应用领域的拓展逐渐深入，也使得纳米材料的外形、尺寸的控制日趋完善。
因此，磁性纳米材料在机械、电子、化学和生物学等领域有着广泛的应用前景。
文章综述磁性纳米材料的制备方法、性能及其近年来在不同领域的应用状况。
关键词：磁性；纳米；制备；性能；应用Abstract: Nanotechnology is developed in recent years as a kind of science with wide coverage and multidisciplinary. Magnetic nanoparticles also play an increasing role due to its excellent magnetic properties．As scientists research take them deeper along the aspects of synthesis and application．the control of shape and dimensions of magnetic nanoparticles has become more mature．Therefore, magnetic nanoparticles have wide application propects in machinery, electronics, chemistry, biology, etc. In this paper，the synthesis method is discussed, the character is mentioned and the application of magnetic nanoparticles is summarized．Keywords：magnetic；nanoparticles；synthesis；character; application1.引言磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如：磁单畴尺寸，超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，就会呈现反常的磁学性质。
纳米表征技术是高新材料基础理论研究与实际应用交叉融合的技术。
对我国高新材料产业的发展有着重要的推动作用，其在全国更广泛的推广应用，能加速我国高新材料研究的进程，为我国高新技术产业的发展作出更大的贡献。
在纳米表征技术下，磁性纳米材料的应用日显勃勃生机。
例如磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防，国民经济的方方面面紧密相关，磁记录材料至今仍是信息工业的主体。
磁性纳米材料的应用可谓涉及到各个领域。
在机械，电子，光学，磁学，化学和生物学领域有着广泛的应用前景。
纳米科学技术的诞生将对人类社会产生深远的影响。
并有可能从根本上解决人类面临的许多问题。
特别是能源，人类健康和环境保护等重大问题。
下一世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性设计出顺应世纪的各种新型的材料和器件，通过纳米材料科学技术对传统产品的改性，增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品。
已出现可喜的苗头，具备了形成下一世纪经济新增长点的基础。
磁性纳米材料将成为纳米材料科学领域一个大放异彩的明星，在新材料，能源，信息，生物医学等各个领域发挥举足轻重的作用。
2.制备在人们所熟知的大量磁性材料中，由于不能同时满足高饱和磁化强度和稳定性高的要求，饱和磁化强度高但稳定性低的材料应用在一定程度上受到了限制。
目前可选作磁性微粒的仅有少数几种，主要为金属氧化物，如三氧化二铁（Fe2O3）、MFe2O4(M为Co，Mn，Ni)、四氧化三铁（Fe3O4），二元和三元合金，如金属铁、钴、镍及其铁钴合金、镍铁合金，以及钕铁硼(NdFeB)、镧钴合金（LaCo）合金等，它们的稳定性(即抗氧化能力)依次递减，但饱和磁化强度却按上述次序递增。
纳米科技的发展，使这些磁性材料的应用成为可能，目前，磁性材料纳米化已成为材料科学的一个发展趋势。
磁性纳米粒子在各个领域的潜在应用，引起了广大研究者对其制备方法的研究[1]。
其制备方法可分为生物法、物理法和化学法。
生物法磁性纳米粒子广泛地存在于各种生物体如趋磁细菌、蚂蚁、蜜蜂、鸽子和鲑鱼体内。
通过适当的分离方法可获得化学纯度高、粒度均一、外形各异的磁性纳米粒子。
但该方法的缺点是粒子提取过程较为复杂，且所得粒子的粒径可控范围可比较受限制[2]。
物理法研磨法一般是在表面活性剂存在下，研磨几周制得。
姜继森等将粉碎的磁性微粒Fe3O4和表面活性剂添加到载液中，在球磨机中经过1000h左右球磨，再在高速离心机中处理几十分钟才得到。
该法工艺简单，但周期长、材料利用率低，球磨罐及球的磨损严重、杂质较多、成本昂贵，还不能得到高浓度的磁流体，因而实用性差。
超声波法可以制得粒径分布均匀的磁流体。
蒸发冷凝法是在旋转的真空滚筒的底部放入含有表面活性剂的基液，随着滚筒的旋转，在其内表面上形成液体膜。
金属颗粒在表面活性剂的作用下分散于基液中，制得稳定的金属磁性液体。
该方法制备的金属磁性液体材料具有磁性粒子粒度分布均匀、分散性好的特点，但所需设备复杂且需要抽真空[3]。
化学法在过去几十年里，许多研究者致力于通过化学法合成磁性纳米粒子，并取得了许多令人瞩目的成就。
特别是近几年，许多文献报道了通过精巧的化学实验设计获得尺寸可控、高稳定性和单分散的磁性纳米粒子。
化学法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热和高温分解法、微乳液法以及其他化学方法。
（1）. 沉淀法沉淀法包括共沉淀法、均匀沉淀法和直接沉淀法，共沉淀法适合制备氧化物，是在混合的金属盐溶液中添加沉淀剂，即得到组分均匀的溶液，再进行热分解，特点是简单易行，但产物纯度低、粒径大；直接沉淀法是使溶液中的金属阳离子直接与沉淀剂发生化学反应而形成沉淀物；均匀沉淀法是在金属盐溶液中加入沉淀剂溶液时不断搅拌，使沉淀剂在溶液中缓慢生成，消除了沉淀剂的不均匀性。
下面介绍共沉淀法。
由于共沉淀法具有实验操作简便、反应条件温和等特性，现已成为制备磁性纳米粒子的经典方法之一。
其原理是在室温或加热条件下，向惰性气体保护的Fe2+／Fe3+盐溶液中加入碱，获得磁性氧化铁(Fe304或γ-Fe203)纳米粒子，主要反应如下：Fe2++2Fe3++80H-＝Fe304+4H20 (1．1)Fe304+2H+＝γ-Fe203+Fe2++H20 (1．2)共沉淀法制备Fe304纳米粒子主要有两种方式：(1)以Fe(II)盐为水解反应原料，采用各种氧化剂在铁盐水解的同时，将其部分氧化成Fe(III)，得到磁性Fe304纳米粒子；(2)在碱性条件下共沉淀一定比例的Fe(II)和Fe(III)盐混合物。
在共沉淀过程中，主要包括两个阶段：当物质浓度达到临界过饱和浓度时出现短的爆炸性成核过程，然后经由溶液扩散到晶体表面出现核生长过程。
为能获得单分散的氧化铁纳米粒子，这两个阶段必须分离，也就是在生长过程中应避免成核。
磁性纳米粒子的尺寸、形状和组成强烈依靠所用盐的类型(如高氯酸盐、盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐等)、Fe2+/ Fe3+摩尔比、介质的pH值和离子强度。
因此可通过控制介质的pH、离子强度、温度、盐的类型或Fe(II)／Fe(III)的浓度比，来控制纳米粒子的尺寸和形状，由此可获尺寸小到2nm的磁性粒子。
（2）. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是近年来发展起来的一种湿法合成金属氧化物纳米材料方法，其原理是基于前体分子在溶液中发生水解和缩合反应，形成纳米尺度“溶胶”，随后进一步发生缩聚反应获得一个三维金属氧化物网状结构——湿的凝胶，然后再在较低的温度下烧结成所要合成的材料。
其中对水解、缩合反应产生影响进而影响凝胶的结构和性能的主要参数包括：溶剂、温度、所用前体盐的性质和浓度、pH和搅拌速度。
文献报道通过在400oC下直接加热处理凝胶制备尺寸为6-15nm的γ-Fe203纳米粒子。
溶胶-凝胶法主要有几个优点，如(1)通过实验条件的选择可获得预想结构的材料；(2)可获得纯的无定形相．单分散性好和尺寸可控的粒子：(3)产物的微结构和均一性可得到很好控制；(4)通过溶胶-凝胶基体可实现保持被包埋分子好的性能和稳定性[2]。
（3）. 水热和高温分解法水热法是指在一定温度和压力下，使物质在溶液中进行反应的一种制备方法，所得产物纯度高，分散性好，粒度易于控制，近年来发展迅速。
Cheng等以乙二醇为还原剂，乙酸钠为静电稳定剂，用水热法还原FeCl3可得到Fe304。
微球。
Qi等用十二烷基硫酸镍作为前体物和表面活性剂，与FeCl3和NaOH溶液在120℃水热合成NiFe204纳米微粒，其δs(比饱和磁化强度)达到30．4 emu／g。
然而在研究水热法制备纳米粒子的过程中发现，通常的加热方式由于使反应溶液中存在严重的温度不均匀，使液体不同区域产物“成核”时间不同，从而使先前成核微晶聚集长大，难以保证反应产物颗粒的集中分布[4]。
高温分解法是通过在高沸点有机溶剂中加热分解有机金属化合物来制备纳米粒子的一种方法。
通过控制反应时间和温度、反应物的浓度和比例、溶剂性质等可控制纳米粒子的尺寸和形态。
表面活性剂吸附到纳米粒子表面可起到稳定胶体溶液。
例如，Sun等报道以乙酰丙酮铁盐为铁原料，油酸和油胺为稳定剂，l，2-十六二醇为还原剂，在高沸点溶剂二苯醚中成功合成了单分散的磁性纳米粒子。
这些粒子直径可在4-20nm范围进行精确调控，通过加入双极性表面活性剂可使疏水性粒子转化成亲水性粒子[2]。
（4）. 微乳液法微乳液是两种互不相溶的液体通过表面活性剂分子作用形成动力学和热力学稳定的、各向同性、外观透明或半透明的分散体系，该体系一般由有机溶剂、水溶液、表面活性剂和助表面活性剂四部分组成。
微乳液可分为水分散在油中(W／O)和油分散在水中(O／W)两种体系。
例如，用W／O反相微乳液来制备纳米粒子时，一个表面活性剂分子单层包围的水溶液相形成一个个微液滴(典型的尺寸为1-50nm)分散在连续的有机相中，把在微液滴中分别包有反应物A和B的相同组成的微乳液混合，微液滴间不断地相互碰撞、融合、破裂。