磁性納米材料的案例
磁性納米材料在生物醫學領域展現好前景
近年來隨著一系列新技術、新材料的發展，特別是發達國家在準靜態中型和微型磁體制造技術，以及準靜態微型磁探測傳感器技術上的突破，國際上再次掀起了一場準靜態磁場研究熱潮。
會議執行主席、中國人民解放軍總醫院梁萍教授在《準靜態磁場研究與醫學科技前沿問題》的報告中指出，磁性納米材料由于獨特而優異的物理化學性質，在生物醫藥領域有著多種用途。利用其磁響應特性，磁性納米材料可用于藥物載體、磁性分離和細胞的分選，目前發展較快的包括靶向熱療、靶向藥物載體和磁共振造影劑等。
如何有選擇地殺死腫瘤細胞，而對正常機體組織不造成損傷是科學家們多年來一直追求的目標。靶向熱療是一種利用物理能量在人體組織中所產生的熱效應，并根據腫瘤細胞和正常細胞對熱的敏感性不同而殺死腫瘤細胞的一種方法。將磁性納米材料注射到腫瘤組織，在體外交變磁場的作用下，產生熱量并均勻釋放給腫瘤組織。由于腫瘤組織中血液供給不足，使得腫瘤細胞中熱量擴散較慢，導致局部溫度升高從而實現殺死腫瘤細胞的目的。
利用磁性納米材料顆粒制造靶向輸送的醫療藥物，是目前醫藥學研究的熱點。納米級的容器鋼磁性顆粒的粒徑比毛細血管通路還要小1～2個數量級，用其作為定向載體，通過磁性導向系統控制，可將藥物靶向輸送到病變部位釋放，有利于提高療效，達到定向治療的目的，并有助降低藥物對正常細胞的傷害。動物實驗證實，載藥磁性納米顆粒具有高效、低毒、高滯留性的特點。
磁共振成像技術是一項正在被廣泛應用的醫學診斷技術，造影劑可以增強對比信號差異，提高成像對比度和清晰度，從而清楚地顯示體內器官或組織的功能狀態，有效檢測出正常組織與病變組織的成像差異。但目前常用的部分造影劑存在體內分布沒有特異性，在必要的時間不能維持一定的濃度等問題。研究人員開發的一種超順磁性氧化鐵新型造影劑，具有靶向性好，血循環半衰期長，體內組織特異性高等特點。
展開 浙江農林大學一項研究讓木材仿生防水吸收輻射身價倍增
孫慶豐認為，木材表面無機納米修飾具有特殊意義，一方面它可有效地改善和提高材料和產品的性能（防腐、阻燃、尺寸穩定、耐磨、裝飾性能），確保產品使用的可靠性和安全性，延長使用壽命，節約資源和能源，減少環境污染；另一方面還可賦予木材特殊的物理和化學性能（趨磁性、疏水、抗菌、自清潔、自降解有機物等特性），從而制備新型高附加值的功能性木材，以開闊其使用領域，拓展其應用范圍。
孫慶豐和他的研究團隊受候鳥“千里遷徙”和海龜“萬里洄游”特征功能的啟發，通過在木材表面仿生合成磁性納米材料，從而賦予木材趨磁性功能，使木材具有了微波吸收和電磁屏蔽功能。研究采用了水熱晶化法、溶膠-凝膠法、仿生礦化法等在木材表面原位仿生生長了γ-Fe2O3、CoFe2O4、MnFe2O4，NiFe2O4 等磁性納米材料，制備了磁性相變儲能木材，構建了木材/磁性納米界面，研究了木材/磁性納米材料異質界面結合方式和形成機理，闡明了木材趨磁性的仿生形成機制。同時，采用軟印刷技術在木材表面仿生芋頭葉的自然遺態結構構筑了趨磁性超疏水木材。該研究已發表 SCI 論文 10 篇，其中 TOP 期刊論文 5 篇，中文核心論文 2 篇，會議論文 1 篇；申請發明專利 2 項，其中 1 項已授權；出版專著 1 部；獲省部級獎項 1項，市廳級獎項 1 項；獲十三五重點研發任務 1 項；培養研究生 1名。在項目執行期間，孫慶豐獲批2017年度教育部青年長江學者，浙江省“萬人計劃”青年拔尖人才、浙江省“錢江學者”特聘教授、省高等學校中青年學科帶頭人及浙江農林大學首批青年英才杰出青年等。
記者 金樂平 通訊員 周麗敏 張慧玲
展開 納米四氧化三鐵磁性材料的應用
二，納米四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）的應用
當粒子的尺寸降至納米量級時, 由于納米粒子的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等的影響, 使其具有不同于常規體相材料的特殊的磁性質。這也使其在工業、生物醫藥等領域有著特殊的應用。
1.生物醫藥
磁性高分子微球(也稱免疫磁性微球) 是一種由磁性納米顆粒和高分子骨架材料制備而成的生物醫用材料, 其中的高分子材料包括聚苯乙烯、硅烷、聚乙烯、聚丙烯酸、淀粉、葡聚糖、明膠、白蛋白、乙基纖維素等, 骨架材料主要是具有磁性的無機材料。而四氧化三鐵因具有物料性質穩定、與生物相容性較好、強度較高, 且無毒副作用等特點, 而被廣泛地應用于生物醫藥的多個領域, 如磁共振成像、磁分離、靶向藥物載體、腫瘤熱療技術、細胞標記和分離 以及作為增強顯影劑、造影劑的研究、視網膜脫離的修復手術等。
2.磁性液體(VK-EF01W,VK-EF02W液體)
磁性液體是一種新型功能材料, 它是將眾多的納米級的鐵磁性或亞鐵磁性微粒高度彌散于液態載液中而構成的一種高穩定的膠體溶液, 微粒與載液通過表面活性劑混成的這種磁性液體即使在重力場、電場、磁場作用下也能長期穩定地存在, 不產生沉淀與分離。目前, 磁性流體已經廣泛應用于選礦技術、精密研磨、磁性液體阻尼裝置、磁性液體密封、磁性液體軸承、磁性液體印刷、磁性液體潤滑、磁性液體燃料、磁性液體染料、磁性液體速度傳感器和加速度傳感器、磁性液體變頻器、磁性液體陀螺儀、水下低頻聲波發生器、用于移位寄存器顯示等。
3.催化劑載體
四氧化三鐵（VK-EF01,VK-EF02）顆粒在很多工業反應中被用作催化劑, 如制取NH3 (Haber 制氨法) 、高溫水氣轉移反應和天然氣的去硫反應等。
展開 ：納米片范德華磁性材料Fe3GeTe2的硬磁
【引言】
自從機械剝離法成功分離單層石墨烯開始，二維（2D）范德華（vdW）材料受到了學術界相當的關注。這些材料揭示了新穎的光學和電子學特性。這些材料堆疊的異質結構含有更多有趣的特性。在過去的幾年中，拉曼光譜和電子傳輸測量已經在vdW磁體上進行。最近，研究人員在兩種絕緣vdW磁性材料Cr2Ge2Te6和CrI3以及基于vdW鐵磁異質結構的新型器件中成功發現了二維鐵磁性。這項發現有助于設計和制造許多基于vdW磁體的器件。例如，將vdW鐵磁金屬材料與具有強自旋-軌道相互作用的vdW金屬堆疊，可以用于設計制造自旋-軌道扭矩器件。然而，為了開發鐵磁vdW材料作為基于vdW異質結構的自旋電子學的基礎材料，具有硬磁相和高剩磁與飽和磁化（MR/MS）比的鐵磁vdW金屬是必不可少的。
本文研究了單晶FGT納米薄片的異常霍爾效應，發現它們的磁性高度依賴于厚度。當厚度減小到小于200nm，形成硬磁相具有大的矯頑力和接近方形的滯后回線。本文提出了一個模型來描述FGT薄片的硬磁行為。這個模型適用于具有強垂直各向異性和方形磁環的其他vdW鐵磁薄膜或納米薄片。
【成果簡介】
二維vdW材料是目前比較熱門的研究領域，多項相關研究表明其具有出色的光學和電學特性。然而，目前有關vdW材料的磁性和其在自旋電子學應用的科研成果仍比較匱乏。近日，澳大利亞皇家墨爾本理工大學的Wang Lan（通訊作者）和韓國成均館大學的Changgu Lee（通訊作者）等人研究了不同厚度的單晶金屬Fe3GeTe2納米片的反常霍爾效應測量。這些納米薄片具有接近方形磁環的單一硬磁相，較大的矯頑力（在2K時，高達550mT），接近200K的居里溫度和極強的垂直磁各向異性。通過臨界性分析，Fe3GeTe2中vdW原子層之間的耦合范圍約為5個vdW原子層。
展開 
邊緣重建穩定1T’-MoS2納米帶的鐵磁性及其在納米帶寬度上的周期性振蕩
當以納米帶（NR），納米團簇或納米薄片的形式制備2H-TMD時，暴露的邊緣通常表現出與其大塊形式不同的特性。與大多數研究的2H相相比，1T'-MoS2具有更復雜的晶體結構和化學鍵。本文采用密度泛函理論（DFT）計算來研究1T'-MoS2 NRs的Z字形邊緣的結構重建和物理性質。
【成果簡介】
近日，中國西安交通大學的鄧俊楷、楊森和澳大利亞的墨爾本大學的劉哲（共同通訊）作者等人，通過第一性原理計算研究，預測了1T’-MoS2納米帶的帶寬度的晶格單元奇偶數變化而引起的納米帶邊緣鐵磁性的振蕩效應。該效應是TMDs類二維材料中首次發現的新型效應，只與納米帶的寬度有關。研究人員將此效應命名為納米帶磁性的“magic number”，并基于此效應設計了一種調控納米帶寬度而形成的邊緣鐵磁性交替穩定存在的新型自旋電子學器件原型。由于邊緣鐵磁性穩定存在的最小單位可以為原子尺度的晶格，因此這一器件原型有望用于開發和設計超高密度的磁存儲材料（器件），為TMDs二維材料的功能應用提供了新的思路。相關成果以“Ferromagnetism of 1T’-MoS2 Nanoribbons stabilized by edge reconstruction and its periodic variation on nanoribbons width”為題發表在Journal of the American Chemical Society上。西安交通大學為本論文的第一作者和第一通訊單位，論文第一作者陳凱運是材料學院鄧俊楷副教授和理學院楊森教授合作培養的博士生。
展開 2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會|開幕倒計時7天！
202
由浙江省電機行業協會指導、寧波市磁性材料商會主辦、浙江省電氣行業協會協辦的“2026寧波國際電機與磁性材料產業應用展覽會”將于2026年4月16日至18日在寧波國際會議展覽中心1號館(寧波市鄞州區會展路181號)舉辦，同期舉辦“2026寧波國際金屬冶金暨線纜線束技術博覽會”。
本次博覽會將集中展示金屬制造/加工、金屬材料/新材料、粉末冶金、連接器、線纜線束及加工設備、電機、磁性材料、工業部件/基礎件、軸承、壓鑄與鑄造及相關技術產品和設備。寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
寧波市磁性材料商會誠邀各位蒞臨參觀。
展開 量子效應和磁性：讓石墨烯納米片有望用于新一代晶體管！
研究人員演示，納米片顯現出前所未有的新磁性。例如，在整個石墨烯片中：“磁性自發地出現在邊緣，無需任何外部的干預。這樣便可以創造出自旋電流。”
價值
研究人員解釋道，量子干涉和磁性現象相結合后，可以獲取到幾乎完整的自旋極化，這在自旋電子學領域具有巨大的潛力。這些特性可以被利用，例如，在存儲和信息處理技術中，把自旋理解為二進制代碼。電子自旋，是量子化的，只有兩種可能的狀態（我們稱之為“向上”或者“向下”），非常適合采用這種材料實現。
未來
為了提高相關設備的效率以及電流極化的百分比，研究人員也開發了一種協議，設想在石墨烯薄片與六方氮化硼的表面之間進行交互。研究的領頭人 Massimo Capone 總結道：“獲取的結果非常有趣。這個現象有待實驗測試，從而使得我們確認理論上預測的結果。”
展開 哈工大：可操作的免疫分析探針磁性納米機器人用于自動化和高效的酶聯免疫吸附檢測
該工作將磁性微/納米機器人應用到自動高效ELISA的檢測中，不僅在未來的即時檢測(POCT)中具有巨大的潛力，而且將具有自驅能力的微/納米機器人的實際應用擴展到分析化學領域。
相關研究結果以“Magnetic Nano-Robots as Maneuverable Immunoassay Probes for Automated and Efficient Enzyme Linked Immunosorbent Assay”為題發表于《ACS Nano》。
文章鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05267
更多內容請打開南極熊3D打印網www.nanjixiong.com
展開 磁性材料的居里溫度與工作溫度
居里溫度
（Curie temperature，Tc）又作居里點（Curie point）或磁性轉變點。是指磁性材料中自發磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質轉變成順磁性物質的臨界點。低于居里點溫度時該物質成為鐵磁體，此時和材料有關的磁場很難改變。當溫度高于居里點時，該物質成為順磁體，磁體的磁場很容易隨周圍磁場的改變而改變。
更通俗講，鐵磁物質的磁化強度隨溫度升高而下降，達到某一溫度時，自發磁化消失，轉變為順磁性，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。
居里溫度是由居里夫人的丈夫皮埃爾?居里發現的。
居里溫度代表著磁性材料的理論工作溫度極限，居里溫度的大小由物質的化學成分和晶體結構決定，例如鐵的居里溫度約770℃，鈷的居里溫度約1131℃。
工作溫度與居里溫度的關系：居里溫度越高，材料的工作溫度也相對越高，并且溫度穩定性更好。
磁體的最高使用溫度取決于其本身的磁性能和工作點的選取。對同一磁鐵而言，工作磁路越閉合，磁體的最高使用溫度就越高，磁鐵的性能就越穩定。所以磁鐵的最高使用溫度并不是一個確定的值，而是隨著磁路的閉合程度而變化。
以上是對居里溫度概念的介紹，生活中利用居里溫度原理的地方也不少，其中家用電飯煲就是利用居里溫度實現自動跳檔的。
展開 在 COMSOL 中模擬非線性磁性材料
結束語
在這篇文章中，我們討論了可用于模擬非線性磁性材料的各種材料模型。我們還詳細介紹了有效非線性磁曲線計算器仿真App，并解釋了如何利用這個 App 生成循環平均有效 H-B/B-H 曲線，用于磁性設備的頻域仿真。最后，我們使用三種不同類型的材料模型（B-H/H-B 曲線、有效 H-B/B-H 曲線和線性材料）演示了一個示例，并對結果進行了比較。
本文來自： COMSOL 博客
寧波市磁性材料商會上半年活動動態
寧波市磁性材料商會成立于2013年，現有會員單位200余家，覆蓋稀土原料到終端應用的全產業鏈。會長單位實行輪值制，由寧波科寧達工業有限公司、寧波復能稀土新材料股份有限公司輪流當值。
商會自成立以來，在上級主管部門和監管部門的指導下，積極引導企業聚焦行業發展、開創科技創新、開拓奮進的產業集群效應，圍繞“服務企業、服務行業、服務政府、服務社會”的四服宗旨，充分發揮商會的參謀助手、橋梁紐帶、組織協調作等作用，不斷開創工作的新局面。
《先進材料》國家納米科學中心專題綜述：抗菌碳納米材料的新進展
近日，國家納米科學中心的宮建茹課題組在國際知名期刊Advanced Materials上發表了抗菌碳納米材料的專題綜述“Antibacterial Carbon-Based Nanomaterials”（Adv. Mater. 2018, 1804838），系統地介紹了該研究方向近年來的重要進展。
目前，由于細菌耐藥性的廣泛出現和迅速傳播，現有的可對抗耐藥性細菌的抗生素種類極其有限，新型抗生素的開發進度緩慢，細菌感染再次被列為影響全球人類健康的重要因素之一。與傳統的抗生素不同，納米材料具有較強的跨膜能力、抑制外排泵的功能和不易誘發細菌耐藥性的特點，有望成為一種新型抗生素替代品。其中，碳納米材料具有高效的抗菌活性、良好的生物相容性和環境友好等特征，展現出巨大的抗菌應用潛力。據此，該綜述系統介紹了碳納米材料的重要理化性質，主要抗菌機制，其理化因素與抗菌機理的密切關聯，以及發展抗菌碳納米材料的挑戰和前景。
碳納米材料的主要理化性質及其抗菌機制
碳納米材料能夠通過多種機制實現抗菌或殺菌作用，其中包括：細菌細胞壁/細胞膜的機械性損傷、細菌的氧化應激（活性氧依賴和活性氧不依賴兩種）、光熱和光催化效應（如利用具有良好光催化性能的氮化碳納米材料，Nano Lett. 2018, 18, 5954）、脂質抽提、細菌代謝抑制、包裹隔離及其協同作用。此外，這些作用機制和碳納米材料的理化性質密切相關，如碳納米材料的維度決定了與細菌的作用方式，進而可能影響其主要的抗菌作用機制。文章討論了零維的富勒烯、納米金剛石、碳點和石墨烯量子點，一維的單壁碳管和多壁碳管，二維的碳化氮、石墨烯及其衍生物的抗菌活性和抗菌機制。除維度外，碳納米材料的尺寸、形狀、片層數及表面功能化等方面的理化性質也與其抗菌活性息息相關。例如，石墨烯量子點經不同手性氨基酸功能化后表現出明顯不同的抗菌活性。
展開 飽和磁性材料的DC-DC轉換器的3D EM和電路協同仿真CST
部分飽和磁性材料的建模
在升壓轉換器的實際應用中，當功率電感器受到高直流輸入電流時，磁性材料會達到飽和狀態，從而導致其相對磁導率發生變化。
磁性材料在仿真中的飽和效應用初始磁化強度 B-H 曲線的非線性行為來描述。B-H 曲線信息可以從組件供應商處獲得，也可以使用分析公式進行描述。在本博客中，我們將材料定義與分析公式結合使用，該公式可在 CST Studio Suite 的 VBA 宏 –> 材料 –>創建分析軟磁 B （H） 下訪問。此宏的界面如圖 7 所示。
此宏僅在低頻 CST Studio Suite 項目中可見。因此，如果您當前的 CST Studio Suite 項目是高頻 （HF） 類型，請確保切換到低頻項目類型。
初始磁導率、飽和磁化強度和調整參數值是主要的材料輸入定義，它們會自動創建為參數并列在參數列表窗口中。調整參數值控制飽和區域中 B-H 曲線的斜率，默認情況下，該值為 2。如果使用 B-H 曲線的已知點，則會根據該點自動計算調整參數值。
圖 7.分析軟磁 B （H） 定義
對于這個特定示例，初始磁導率為 125。由于沒有進一步的材料信息可用，因此調諧參數和飽和磁化強度最初使用其默認值定義。這兩個參數根據供應商數據表中的 DC 飽和電流信息進行調整，從而使初始電感值降低 20%。電感值使用靜磁 （MS） 求解器進行評估。MS 求解器計算電感值，視在電感矩陣和增量電感矩陣。由于磁性材料的非線性，電感值是從增量電感矩陣中獲得的。
在圖 8 中，我們說明了電感體磁導率的三種不同空間分布。首先，在低直流電流幅度下，在沒有飽和的情況下，我們可以清楚地看到初始磁導率均勻分布在電感體上。隨著直流電流的增加，在本例中約為2.8 A，磁性材料部分飽和，我們可以觀察到磁導率降低，主要是在線圈的中心。
展開 東芝開發新型磁性材料 可提高電機能量轉換效率
蓋世汽車訊 據外媒報道，東芝公司開發出全新磁性材料，以最低成本大幅提升電機效率，并具有大幅降低功耗的潛力。該公司表示，這種材料適用于火車驅動系統、汽車、機器人及其他高可靠性應用。
這種新材料可用作電機的槽楔，特別是在大中型感應電機中，能夠極大提高電機的能量轉換效率。東芝表示，這種材料的安裝成本極低，而且無需更改設計。
在感應電機中，通過定子的旋轉磁場在轉子中產生感應電流，由此所產生的電磁力使轉子旋轉。該系統配置簡單，成本低廉，并且可維護性強。與之相反，永磁同步電動機通過定子旋轉磁場和轉子永磁體之間的磁性吸引力來旋轉，通常比感應電機更貴，但可控性和效率更高。
該公司在鐵路車輛驅動系統的感應電機上進行測試，并確認其效率提高了0.9%，接近永磁同步電機的效率。東芝表示，這種材料還可以安裝在永磁同步電機上，以實現更高的效率。該材料還具有優異的耐熱性，適用于鐵路車輛、汽車和機器人等應用。
（圖片來源：東芝公司）
電機槽楔是將線圈緊密固定在線槽內的一個部件，通常由非磁性材料制成。據發現，使用磁性材料可以提高槽楔的導磁性能，從而提升能量轉換效率。然而，用于槽楔的常規磁性材料，由球形磁性金屬顆粒構成，對磁通量的控制不足，容易引起不必要的泄漏。同時，磁性槽楔材料本身的磁損耗也很高，并且耐熱性較差，不適合鐵路車輛和其他高耐熱需求應用。
東芝新型磁性材料具有獨特的性能，能夠出色地控制磁通量，提供高耐熱性。
展開 Rev.》麻省理工學院趙選賀綜述：磁性軟材料和機器人！
在傳統分類中，軟機器人以機械柔順性為主要區別因素，與由剛性材料制成的傳統機器人不同。功能性軟材料的最新進展促進了新型軟機器人的出現，
該機器人能夠響應外部刺激（如熱、光、溶劑或電場或磁場）進行無系繩驅動。
在各類刺激響應材料中，磁性軟材料在設計和制造方面取得了顯著進展，導致磁性軟機器人的發展具有獨特的優勢和許多重要應用的潛力。然而，磁性軟機器人領域仍處于起步階段，需要在設計原理、制造方法、控制機制和傳感方式等方面進一步改進。未來成功開發磁性軟機器人需要全面了解磁驅動的基本原理，以及磁性軟材料的物理特性和行為。在這篇綜述中，
科研人員討論了磁性軟材料和機器人的設計和制造、建模和仿真以及驅動和控制方面的最新進展。然后，他們給出了一套設計指南，用于優化軟磁材料的驅動性能。
最后，總結了磁性軟機器人的潛在生物醫學應用，并提供了他們對下一代磁性軟機器人的看法。
圖
1. 軟磁性材料的分類和組成。
圖
2 磁性材料的分類及不同尺寸和形狀的磁性粒子的特性。
圖
3. 傳統磁性軟材料及其對外加磁場的響應。
圖
4 軟磁軟材料的不同驅動模式。
圖
5. 硬磁軟材料的扭矩和力驅動彎曲驅動。
圖
6. 基于熱響應聚合物基質的超順磁軟材料的磁熱驅動。
相關論文以題為
Magnetic Soft Materials and Robots
發表在《
Chemical Reviews
》上。
展開 