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氧化铁纳米颗粒在医疗技术中通常用作磁共振成像的造影剂或血液中药物的转运剂，例如肿瘤治疗。对于这些应用，纳米颗粒必须具有生物相容性和超顺磁性。因此，它们必须在磁场中具有很强的磁化能力，并且在磁场关闭时也必须失去磁化强度。使用分析高分辨率透射电子显微镜，弗莱贝格工业大学的一个团队研究了如何通过微观结构设计进一步改善纳米颗粒的磁性。

研究人员将他们的研究结果发表在当前一期的《科学报告》上。

了解尺寸在20至30纳米之间的氧化铁纳米颗粒的确切结构有助于优化制造工艺并系统地改善颗粒的磁性。每个颗粒由至少两个超顺磁性纳米晶核和一个对磁性没有贡献的壳组成。纳米粒子的最大磁化强度取决于各个磁芯的相互取向。

内核之间的定向程度如何?

“目前的研究状态假设，多核氧化铁纳米颗粒中磁矩的强排列是通过单个核心的相同晶体取向实现的。然而，我们的分析表明，这不一定是真的，“TU Bergakademie Freiberg的研究助理，该出版物的第一作者Stefan Neumann说。

“此外，核心的其他但仍然是特定的晶体取向关系可以促进它们的磁相互作用。然而，核心的完全随机排列会恶化纳米颗粒的磁性，“诺依曼说。

“为了能够根据需要生产高度超顺磁性的氧化铁纳米颗粒，我们需要了解它们的内部结构，”共同作者，TU Bergakademie Freiberg材料科学研究所所长David Rafaja教授说。“在纳米颗粒的生产过程中，首先形成单个核心。当核心有更多的时间以正确的方式排列时，纳米颗粒的磁性可以进一步改善。

背景：分析超细颗粒

结果是在优先计划“MehrDimPart——具有技术相关性的细颗粒系统的高度特异性和多维分馏”中获得的。该研究的目的是开发技术方法，使具有所需特性的高度特异性和技术相关的粒子系统的受控生产成为可能。

除了来自TU Bergakademie Freiberg的团队外，卡尔斯鲁厄理工学院的科学家也为当前的出版物做出了贡献。这项工作背后的基础研究集中在纳米颗粒的结构上，以便能够优化具有特定磁性的颗粒的生产。没有进行毒理学研究。