Магнитные наночастицы и их применение Выполнили Иванов М

Магнитные наночастицы и их применение Выполнили: Иванов М. Е. , Потанина Ю. В. 2014 год

Компас – удивительный прибор, который не только помог мореплавателям в XIII веке, но и дал толчок развитию учения о магнитном поле Земли. Другими словами, магнитный компас не только “открыл земной шар”, он открыл человечеству физический мир.

Магнитные наночастицы в теле некоторых животных или микробов используются как биомагнитный компас в роли навигатора.

Свойства массивных (объемных) материалов и наноматериалов очень сильно отличаются. Магнитные свойства наночастиц определяются многими факторами, например, химический состав, тип кристаллической решетки и степень ее дефектности, а также двумя основными : размер и форма частиц.

Одним из интересных размернозависимых явлений наночастиц является суперпарамагнетизм - насыщение кривой намагничивания в относительно небольших магнитных полях. В основе этого явления лежит разупорядочивание направлений магнитных моментов под воздействием тепловой энергии , а как известно, тепловые флуктуации в наночастицах при определенных размерах (для ферромагнетиков 1 -10 нм) приобретают существенную роль. В отличие от простых парамагнетиков, в суперпарамагнетиках процесс релаксации магнитной структуры заторможен, а каждая частица в ансамбле имеет превосходящий единицу спин, вследствие чего частицы обладают существенным магнитным моментом. Более того, суперпарамагнетики при быстром измерении имеют петлю гистерезиса, а в условиях медленного измерения петлеобразный характер перемагничивания исчезает.

Коэрцитивная сила как одна из основных характеристик магнитных материалов определяет ширину петли гистерезиса и является фактически комплексным показателем, который зависит от большого количества факторов (магнитной, кристаллографической и других видов анизотропии, дефектности, внешних условий, способа получения и обработки материала и так далее). Влияние размера частицы на этот показатель иллюстрирует рис. 1

Магнитные наночастицы для адресной доставки. Одной из областей применения магнитных наночастиц в медицине является адресная доставка лекарств. К её основным преимуществам относят возможность значительного уменьшения токсического действия лекарств на другие органы и системы организма, возможность направлять и удерживать в определённом месте наночастицы с лекарством при помощи магнитного поля, визуализировать их методами магнитной резонансной.

Магнитная резонансная томография (MRT) МРТ является одним из самых мощных неинвазивных форм визуализации и широко используется в клинической медицине сегодня. Применения МРТ неуклонно расширяются в течение последнего десятилетия. МРТ имеет преимущество перед компьютерной томографией (3 D X-ray) и обладает высоким пространственным разрешением.

Магнитная сепарация Первое применение магнитных наночастиц – это магнитная сепарация. Процесс разделения для очистки клеток-мишеней с использованием магнитных меток обычно состоит из следующих трех основных этапов. На первом этапе суспензии, содержащие клетки, смешиваются с магнитными метками. Образуется магнитный комплекс. На втором этапе, магнитный комплекс промывают несколько раз, чтобы удалить нежелательные примеси. В таком виде выделенные клетки с прикрепленными магнитными метками могут быть непосредственно использованы. Наконец, в третьем шаге, магнитные метки должны быть удалены из разделенных клеток при воздействии внешнего магнитного поля.

Заключение Магнитные наночастицы играют важную роль в быстро развивающихся отраслях науки, которые специализируются на изучении объектов (существующих в природе, а чаще искусственно созданных) с наноразмерными структурными блоками. Такие магнитные наночастицы все чаще применяются в повседневной практике.

Спасибо за внимание!