基于富勒烯高渗透性磁性纳米递药系统的构建及其磁热性能考察

目的采用一步水热合成法制备C_(60)/Fe_(3)O_(4)-Dox磁性纳米递药系统并考察其磁热性能。方法选择富勒烯(C_(60))作为超顺磁性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的载体,采用一步水热合成法制备C_(60)/Fe_(3)O_(4)纳米载体;通过吸附法装载阿霉素(Dox)构建了C_(60)/Fe_(3)O_(4)-Dox磁性纳米递药系统;采用傅里叶变换红外光谱仪、透射电镜(TEM)和马尔文粒度分析仪等方法对纳米载体进行结构表征;利用红外热成像仪考察不同功率、浓度、质量分数以及介质对C_(60)/Fe_(3)O_(4)-Dox磁性纳米递药系统磁热性能的影响;采用CCK-8法检测不同浓度C_(60)/40%Fe_(3)O_(4)-Dox对4T1细胞活力的影响,通过流式细胞测量术检测细胞凋亡情况。结果表征显示成功制备C_(60)/Fe_(3)O_(4)纳米载体,且载药后粒径由44.61 nm增至61.85 nm,载药量6.21%,包封率74.09%。30 mg·mL-1的C_(60)/40%Fe_(3)O_(4)-Dox分散液在外加磁场(210 V,350 W)作用下于6 min内升温达到42~46℃的目标温度范围。在模拟不同pH的体内环境中,C_(60)/40%Fe_(3)O_(4)-Dox磁性纳米递药系统在肿瘤弱酸性条件下的升温效果优于生理盐水以及弱碱性体液环境。C_(60)/40%Fe_(3)O_(4)对4T1细胞无明显毒性,通过磁热疗作用显著抑制细胞增殖(P<0.05),C_(60)/40%Fe_(3)O_(4)-Dox使细胞凋亡率显著增加(P<0.01)。结论制备的C_(60)/Fe_(3)O_(4)-Dox磁性纳米递药系统在交变磁场中,C_(60)/Fe_(3)O_(4)分散液的升温效果与其浓度、Fe_(3)O_(4)质量分数和磁场功率成正相关;细胞实验证实其具备较好的生物安全性,且在外加磁场作用下,C_(60)/40%Fe_(3)O_(4)-Dox通过磁热疗效应与Dox协同作用可显著诱导4T1细胞凋亡。

镍钴锌纳米铁氧体的制备及磁热性能

以乙酰丙酮盐为前驱体,三乙二醇为溶剂,采用多元醇法制备了纳米Ni0.5-xCoxZn0.5Fe2O4(x=0,0.1,0.2,0.3和0.4)铁氧体.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等对样品的结构、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,所得纳米Ni0.5-xCoxZn0.5Fe2O4铁氧体的分散性较好,尺寸均一.在室温下产物的剩磁和矫顽力均较小,表现出亚铁磁性.纳米Ni0.3Co0.2Zn0.5Fe2O4铁氧体的饱和磁化强度达到41.34 A·m2·kg-1,其在交变磁场中升温可达到55℃,表现出较好的磁热性能.

La-Fe-M(M=Al,Si)化合物磁热性能研究进展

介绍了La Fe M(M=Al,Si)化合物在磁热性能研究方面的最新进展。具有NaZn13型晶体结构,含高浓度Fe的La Fe M(M=Al,Si)化合物为良好的软磁材料;用少量的Co替代化合物中Si,Al元素可以将化合物的居里温度提高至室温;对La(Fe1-yCoy)xSi13-x化合物,适量的Si,Co组合可使化合物在室温产生可与Gd5Si2Ge2比拟的磁热效应;加入适量的间隙原子H,也可使La(FexSi1-x)13在室温的磁热性能远远大于金属Gd;对含Si量低及含Si量高的La(FexSi1-x)13化合物在相转变点附近由温度和磁场诱导相变的本质做了详细阐述。

非化学计量比Gd_5Si_2Ge_2合金的磁热性能研究

在使用纯度为99.94%(质量分数)的国产稀土金属Gd的基础上,研究了非化学计量比的Gd5Si2Ge2合金的磁热效应。结果表明:适量的非化学计量比可以使合金保持一级磁相变的特征并表现出巨磁热效应,而且还使居里点有所提高。

Mn_(0.99)V_(0.01)CoGe合金的磁滞行为及其磁热性能研究

研究了Mn0.99V0.01CoGe合金在升降温等温磁化过程中的磁滞行为及对其磁热性能的影响。发现合金在一级磁结构相变附近升降温等温磁化过程表现出明显不同的磁滞行为,降温过程的磁滞损耗明显大于升温过程。讨论了这种磁滞行为的差异现象对合金磁热性能的影响。

热处理对Gd_(0.6)Dy_(0.4)Co_2和Gd_(0.6)Dy_(0.4)Co_(1.9)Al_(0.1)合金磁热性能的影响

用真空电弧熔炼炉制备Gd0.6Dy0.4Co2和Gd0.6Dy0.4Co1.9Al0.1合金,在900℃下进行4天、7天的热处理后,对其铸态和热处理态的相结构、居里温度、绝热温变、磁熵变等进行了研究。结果表明:经过7天的热处理后合金晶体结构基本变为单相GdCo2结构。热处理的结果使合金的最大绝热温变值比铸态合金有所升高,磁熵变值比铸态合金提高53.2%和33.1%,居里温度略有降低,说明热处理能有效提高该系列合金的磁热性能。

凝固速度和过量铁对LaFe_(11.6x)Si_(1.4)合金相形成和磁热性能的影响（英文）

采用XRD、SEM和VSM等方法研究凝固速度和过量Fe对LaFe_(11.6x)Si_(1.4)(x=1.1,1.2)试样相形成和磁热性能的影响。XRD研究结果表明,以10 m/s速度甩带制备的铸态LaFe_(11.6x)Si_(1.4)试样中LaFeSi相的含量低于采用电弧熔炼的相同配比铸态LaFe_(11.6x)Si_(1.4)纽扣试样中LaFeSi相的含量,且在对应热处理后试样中,甩带试样中的La(Fe,Si)_(13)相(1:13相)的含量也更低。SEM结果表明,虽然甩带能使热处理后试样中α-Fe相晶粒组织细化,但并未达到纳米级,因此,未观察到1:13相和α-Fe相中磁性原子的磁耦合现象。磁热性能研究表明,经过相同热处理后甩带LaFe_(11.6x)Si_(1.4)试样在0～2 T磁场中的最大磁熵变和相对制冷能力也低于同成分LaFe_(11.6x)Si_(1.4)纽扣试样的最大磁熵和相对制冷能力。

C掺杂对La-Fe-Si合金中NaZn_(13)型相形成及磁热性能的影响

通过熔体快淬方法制备了LaFe11.5Si1.5Cx(x=0,0.1,0.2,0.3)系合金的快淬条带。采用X射线衍射分析仪、振动样品磁强计研究了C掺杂对La-Fe-Si合金在凝固过程以及随后热处理过程中的NaZn13型相形成及磁热性能的影响。结果表明:适量的C掺杂有利于凝固过程中NaZn13立方结构型的La(Fe,Si)13相的形成;C掺杂能有效地提高La(Fe,Si)13相的居里温度,当C含量由0增加到0.3时,合金的居里温度由210K升高到262K。合金居里温度的升高是由于掺杂的C原子占据了La(Fe,Si)13相中的间隙位置,使La(Fe,Si)13相晶格膨胀,Fe-Fe原子间铁磁交互作用增强。当C掺杂含量为0.2时,La-Fe-Si-C合金在1273K热处理2h时获得了最佳综合磁热性能,其居里温度(TC)为255K,最大等温磁熵变(ΔSM)为9.45J/(kg·K)(1.5T)。

添加元素对Gd_(0.73)Tb_(0.27)合金磁热性能的影响

对Gd1-xTbx合金的磁热性能进行了研究。结果表明:Gd0.73Tb0.27的绝热温变比纯度为99.9%的Gd大,居里温度比Gd低14K,其磁热性能优于Gd。添加元素对Gd0.73Tb0.27磁热性能的影响表明:Dy的添加使Gd0.73Tb0.27的最大绝热温变略有减小,但仍保持比纯度为99.9%的Gd大;少量Nd的加入可显著降低居里温度,使最大绝热温变略有减小,它是十分有效的制冷温区调节剂;少量Fe的加入可提高居里温度,同时又能保持较大的绝热温变;Ge的添加使Gd0.73Tb0.27合金的最大绝热温变有所减小,居里温度基本不变。

Ce掺杂对Gd磁热性能的影响

理论计算表明 :少量Ce的加入对Gd最大磁熵变的影响较小。对试样Gd10 0 -xCex(X =1、1.4、2 .2、5 )的测试结果表明 :在一定成份范围内 ,Ce元素的加入使Gd的居里温度呈线性降低 ;Ce的加入一定程度上降低材料绝热温变的峰值 ,但降幅不大 ,绝热温变的峰值对Ce含量的增加并不敏感。

调制磁性纳米颗粒提高磁热性能的研究

磁性纳米颗粒具有独特的磁学性质,即在外加交变磁场下因产生磁滞释放热量,使其在生物医学领域,特别是肿瘤磁热疗,获得了广泛应用.到目前为止,磁性纳米颗粒介导的磁热疗成为一种治疗癌症的有效手段,已进入临床三期实验.因此,针对磁性纳米颗粒本身,优化设计尺寸、形貌、组分和表面修饰来提高其磁热性能,进而减小临床应用中的颗粒浓度来最小化毒副作用的研究,对肿瘤治疗及生物医药研究具有十分重要的意义.本综述详述如何优化调制磁性纳米颗粒以提高其磁热性能,为高效、低毒的磁性纳米颗粒的设计提供了指导性的研究方向.

烧结温度对Mn1.2Fe0.8P0.73Ge0.27磁热性能及微观组织的影响

通过机械合金化结合等放电离子烧结技术,采用不同烧结温度制备名义成分相同的Mn1.2 Fe0.8 P0.73 Ge0.27样品.使用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描热量分析仪(DSC)、扫描电镜(SEM)研究了不同烧结温度对材料的成分、晶粒大小和磁热性能的影响.结果表明,材料均保持六方Fe2 P结构.随烧结温度的升高,居里温度下降,晶粒长大,熵变上升;而杂相Ge6Fe3Mn4向Mn1.2Fe0.8P0.73Ge0.27主相转化,而氧化物的含量基本不发生变化.

钙钛矿La_(0.7)Ce_xBa_(0.3-x)MnO_3的磁热性能研究

【目的】通过固相反应法制备La_(0.7)Ce_xBa_(0.3-x)MnO_3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的钙钛矿锰氧化物,研究Ce元素的不同掺杂量对原体系磁热性能的影响。通过Ce元素的掺杂,来调节原体系过高的居里温度以及改善体系的磁热性能。【方法】通过X射线粉末衍射的方式确定其单相结构,并使用振动样品磁强计对钙钛矿样品进行磁性能的测试。【结果】La0.7CexBa0.3-xMnO3(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20)的居里温度分别为342.1K,319.8K,270.0K,244.3K和199.7K。在0~2T的外磁场下,该体系的最大磁熵变分别为2.54J/(kg·K),2.32J/(kg·K),2.51J/(kg·K),2.03J/(kg·K)和1.87J/(kg·K),且最大磁熵变都在居里温度附近。【结论】随着Ce元素掺杂量的增加,化合物居里温度逐渐降低;而最大磁熵变则呈先减小后增大又减小的趋势。同时由Arrott曲线判断这5个样品的相变都是二级相变。当Ce元素的掺杂量为0.05~0.10时,该体系的居里温度在室温附近,且最大磁熵变仍保持较大的值。

海森堡模型中近邻相互作用与外磁场对LaMnO_(3)磁热性能影响研究

使用蒙特卡罗算法模拟了海森堡模型中近邻相互作用与外磁场对钙钛矿LaMnO_(3)材料的磁热性能影响。通过调控近邻相互作用和磁场的大小,来获得更大的等温熵变,从而提高材料的制冷能力。模拟的结果显示等温熵变的峰值出现在相变点附近,并随着磁场增大而增大,这与实验报道的结果一致。此外,改变近邻相互作用的大小,LaMnO_(3)材料的相对制冷能力没有明显变化,而等温熵变的峰值随近邻相互作用的降低而增大。增大外磁场,相对制冷能力得到明显提升。

La对大块LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金的相、组织的影响与优化合金的磁热性能研究

研究了添加正常化学计量情况下La质量的3%和9%作为熔损的千克级浇铸LaFe_(11.6)Si_(1.4)圆盘试样的相和组织结构。结果表明,在铸态时两个圆盘的主相均为Fe和LaFeSi相,且在添加9%的La浇铸圆盘各处试样中均能观察到La_(5)Si_(3)相;在两个圆盘的边缘能观察到1:13相的存在,但在1/2半径处、圆心处却不能观察到1∶13相。在1503 K热处理不同时间后,添加9%的La圆盘各处试样中Fe和LaFeSi相含量均低于添加3%的La圆盘对应试样。优化La添加量的合金圆盘(添加9%的La)热处理后,X射线衍射(XRD)图谱和扫描电子显微镜(SEM)图像证明Fe和LaFeSi相含量随热处理的时间延长而降低,观察不到在铸态试样中因冷却速率差异导致的组织偏析,且中心试样和边缘试样的相和组织结构基本相似。母合金中Fe,LaFeSi,La_(5)Si_(3)相可以在热处理过程中以某种扩散形成1:13相,但在经过10 h热处理后的优化合金中心试样中仍能观察到添加过量La而引起的La_(5)Si_(3)相。优化合金在经过5,8和10 h处理后中心试样的居里温度在191.5 K附近,在2 T磁场下对应的最大磁熵变和相对制冷能力分别为20.0,24.4,24.4 J·kg^(-1)·K^(-1)和158,183,188 J·kg^(-1),这些参数同对应的边缘试样基本相同。

Zn_(0.3)Fe_(2.7)O_(4)纳米颗粒可控合成及磁热性能研究

本文采用有机液相高温热分解方法,使用4-联苯羧酸作为表面活性剂,通过改变升温速率制备出了八面体、十四面体和星形3种形貌的Zn_(0.3)Fe_(2.7)O_(4)纳米颗粒,实现纳米颗粒形貌生长的可控合成。利用反相微乳液法将纳米颗粒包覆不同壳厚的Si O_(2),将其转为水溶性,并研究了Zn_(0.3)Fe_(2.7)O_(4)@Si O_(2)复合纳米颗粒在交变磁场下的比损耗功率(SLP)。结果表明:纳米颗粒的产热能力在高磁场强度下随Si O_(2)壳厚的增加而降低,而在低磁场强度下随Si O_(2)壳厚的增加而增加;随着Si O_(2)厚度的增加,磁性纳米颗粒之间的偶极相互作用减弱,由此引起的各向异性随之减小,导致磁性纳米颗粒在高磁场强度与低磁场强度下SLP有不同的变化规律。

重稀土HRENiGa_(2)(HRE=Dy,Ho或Er)化合物的优异低温磁热性能

RENiX_(2)化合物(其中RE为稀土元素,X为p区元素)在低温磁制冷应用中受到高度关注.它们根据元素的不同可以结晶成CeNiSi_(2)型、NdNiGa_(2)型或MgCuAl_(2)型晶体结构,并表现出不同类型的磁有序性从而影响其磁性.MgCuAl_(2)型铝化物由于具有有利的铁磁基态从而表现出比CeNiSi_(2)型硅化物和NdNiGa_(2)型镓化物更大的磁热性能.此外,RENiGa_(2)镓化物根据RE元素的不同可以结晶成NdNiGa_(2)或MgCu Al_(2)型结构.本文中,我们选择重稀土(HRE)元素来探索HRENiGa_(2)(HRE=Dy,Ho或Er)镓化物的微观结构、磁有序和磁热性能.三种化合物均以MgCuAl_(2)型晶体结构结晶,并且随着温度的升高经历了从铁磁到顺磁的二级磁相转变.DyNiGa_(2),HoNiGa_(2)和ErNiGa_(2)化合物的最大等温磁熵变(|ΔSisomax|)值分别为6.2,10.4和11.4 J kg^(-1)K^(-1)(0-5T),这与许多最近报道的低温磁制冷材料性能相当.特别地,HoNiGa_(2)和ErNiGa_(2)化合物(包括它们的复合材料)在氢气液化的温度范围内表现出优异的磁热性能.

低纯Gd制备Gd_(5)Si_(2)Ge_(2)的结构与磁热性能

以低纯度普通商业纯Gd(99%)为原料制备Gd_5Si_2Ge_2合金,研究了低纯Gd_5Si_2Ge_2合金的相组成、磁相变特征和磁热性能.粉末X-射线衍射和磁性测量结果表明,经1200℃,1h退火处理后,低纯Gd_5Si_2Ge_2合金具有Gd_5Si_2Ge_2型主相、在268K存在一级磁晶相变.据磁相变温度附近的磁化曲线计算,低纯Gd_5Si_2Ge_2合金在5T磁场变化下的最大磁熵变为17.55J·Kg^(-1)·K^(-1),具有巨磁热效应.

La_(0.6)Pr_(0.4)Fe_(11.4)Si_(1.6)B_(0.2)合金及其氢化物磁热性能研究

采用工业纯原料感应熔炼制备出公斤级La_(0.6)Pr_(0.4)Fe_(11.4)Si_(1.6)B_(0.2)合金,经退火后通过吸氢处理提高其居里温度到室温附近。研究了在1373~1473 K温度下经不同时间和温度退火对合金微观组织结构的影响。实验发现在1473 K经30 h退火样品的居里温度为202 K,在0~1.5 T变化磁场下的最大磁熵变达8.1~8.6 J/kg·K。在0.13 MPa氢气压力下,经553 K吸氢5 h氢化处理合金的居里温度为320 K,最大磁熵变达7.7~8.0 J/kg·K。

B掺杂(Mn,Fe)_2(P,Ge)化合物晶体结构、微观形貌及磁热性能的研究

主要研究了B元素替代对Mn_(1.1)Fe_(0.9)P_(0.78)Ge_(0.22)化合物结构、微观形貌和磁热性能的影响.采用机械合金化和固相烧结等技术制备Mn_(1.1)Fe_(0.9)P_(0.78-x)Ge_(0.22)B_x(x=0,0.02,0.04,0.06)系列化合物.利用PANalytical-Empytrean型X-射线衍射仪、VersaLab、TM3030Plus TabletopMicroscope型扫描电镜研究了该系列化合物的结构,磁热性能及微观形貌等.结果发现:所有化合物均为Fe_2P型六角结构.随着B元素替代量的增加,化合物的晶格常数c呈现先增大后减小的趋势,晶格常数a先减小后增大.经EDS分析发现部分B元素进入替代位或间隙位.所有化合物经历由铁磁态向顺磁态的相变,居里温度先降低后增大,热滞明显减小,磁熵变较原样品增大.B元素的替代对MnFePGe磁性和磁热性能有积极的影响.