交變磁場控制的磁性納米顆粒組裝研究

《交變磁場控制的磁性納米顆粒組裝研究》是依託東南大學，由孫劍飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：交變磁場控制的磁性納米顆粒組裝研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫劍飛
• 依託單位：東南大學

中文摘要

本項目針對目前利用外加靜磁場誘導磁性納米顆粒形成組裝結構研究中控制參數不夠靈活多樣，缺少將組裝形態與顆粒表面性質相聯繫的現狀，提出利用外加交變磁場對磁性納米顆粒的組裝進行調控的思想，重點研究磁性納米顆粒如何在外加交變磁場和顆粒表面間靜電相互作用共同作用下形成有序組裝結構問題。在前述問題明確的前提下研究外加交變磁場如何在生理和流動狀態下控制磁性納米顆粒形成聚集體，發展一種外場控制的體內拴塞方法。本項目首先通過不同頻率的交變磁場對表面不帶電的磁性納米顆粒組裝形態研究得出場頻率與組裝結構間的關係。然後在最優頻率的交變磁場下通過帶不同表面電荷的磁性納米顆粒在外場控制下的組裝形態研究得出表面電荷對組裝結構的影響。通過與在同樣的條件下組裝非磁性的金納米顆粒結果對比，得出交變磁場中感應電場的特殊作用。最后綜合以上實驗結果，結合理論分析和仿真，闡明交變磁場與磁性納米顆粒相互作用的原理。

結題摘要

本項目針對交變磁場誘導磁性納米顆粒形成有序組裝結構中交變磁場發揮的特殊作用這一科學問題，從交變磁場特有的可以誘導磁矩馳豫和感應出交變電場兩個性質出發，通過研究交變磁場頻率、組裝時間和膠體溶液離子強度與組裝結構的關係，闡述了交變磁場誘導磁性納米顆粒組裝的機理。研究表明交變磁場誘導的磁性納米顆粒組裝和交變磁場的周期與組裝對象的磁馳豫時間之差有關，同時交變磁場不僅可以組裝磁性顆粒，還可以通過其感應出的電場組裝非磁性的金納米顆粒。另外，本項目還研究了利用鐵磁共振譜表征磁性納米顆粒間磁偶極作用的問題，結果表明鐵磁共振可以較靈敏地反映顆粒間的磁相互作用。通過鐵磁共振表征可以說明交變磁場誘導磁性納米顆粒組裝過程中，影響更大的是顆粒的磁學尺寸而不是物理尺寸。最後我們還研究了不同場強磁場誘導組裝的磁性納米顆粒鏈對前成骨細胞和原代骨髓細胞的作用，發現納米顆粒組裝鏈對於細胞生長形態具有重要的影響，特別地，在組裝拓撲結構差異不大的情況下，組裝磁場的場強對於細胞的分化具有顯著的調控作用。項目完成期間發表論文10篇，另有多篇目前在審稿和投稿中，申請專利一項，應邀撰寫綜述性圖書章節一章，做會議口頭報告一次。項目負責人被評為2010年全國優秀博士論文，被評為江蘇省青藍工程青年骨幹教師，獲得江蘇省自然科學基金和國家基金委2012年度青年-面上連續資助項目各一項。