可溫控石墨烯（碳納米管）-鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料研究.pdf

1、腫瘤熱療技術(shù)由于其副作用小等優(yōu)點(diǎn)成為治療腫瘤的一種新方式，其中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)是在交變磁場(chǎng)、微波等條件下把腫瘤細(xì)胞加熱到43℃附近將其摧毀而不損傷正常細(xì)胞組織。因此，在現(xiàn)有熱種子材料難以自動(dòng)溫控的情況下，研究產(chǎn)熱效率高、能穩(wěn)定控制加熱溫度、分散穩(wěn)定及生物相容性良好的熱種子材料意義重大。為此本研究利用碳納米管和石墨烯特有的性能，設(shè)計(jì)制備了一種全新的可溫控石墨烯（碳納米管）/鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料，該材料具有優(yōu)良的產(chǎn)熱性能、生物相容性能，以及

2、可靠的控溫效果，主要研究?jī)?nèi)容如下。
　　鋰鋅鐵氧體由于具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及其較高的生物相容性等，被認(rèn)為是磁熱療應(yīng)用中很有前景的一種材料。本文中以鋰鋅鐵氧體為基體，利用溶膠凝膠法結(jié)合后續(xù)煅燒處理，將新型納米材料碳納米管、石墨烯加入其中制成復(fù)合材料。由于碳納米管具有良好的熱擴(kuò)散性等性能，石墨烯具有非常大的理論比表面積以及高的熱導(dǎo)率等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)改變二者的含量將其與鋰鋅鐵氧體復(fù)合，分別制備了碳納米管/鋰鋅鐵氧體和石墨烯/鋰鋅鐵氧體復(fù)合

3、材料，并利用XRD、SEM、TEM和VSM等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行測(cè)試分析。
　　碳納米管/鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料(CNTs/Li0.25Zn0.5Fe2.25O4)在交變磁場(chǎng)中的溫度變化△T介于鋰鋅鐵氧體、碳納米管二者的△T之間，這是由于在交變磁場(chǎng)中磁性納米顆粒的產(chǎn)熱機(jī)制主要有磁滯損耗、Neel弛豫和布朗弛豫等，碳納米管的加入對(duì)磁性納米粒子的自旋以及磁疇壁的移動(dòng)產(chǎn)生影響而使損耗減小;交變磁場(chǎng)下，當(dāng)碳納米管含量為1％和3％時(shí)，可靠控溫溫度（4

4、0.8℃和53℃）滿足磁熱療40℃-60℃的溫度要求。在微波場(chǎng)（頻率2.45GHz）中，鋰鋅鐵氧體的吸波機(jī)理主要是自然共振，在該波段下極性分子摩擦損耗較小，產(chǎn)熱效果較小;碳納米管由于具有高比表面積在微波條件下會(huì)產(chǎn)生多重散射，加劇原子、電子的運(yùn)動(dòng)，并將電磁波轉(zhuǎn)化成熱能，因而熱效應(yīng)明顯;碳納米管含量為1％、3％、5％、7％、9％時(shí)，CNTs/Li0.25Zn0.5Fe2.25O4對(duì)應(yīng)的溫度變化△T為6.4℃、7.3℃、9.7℃、7.6℃、5

5、.7℃，熱效應(yīng)較小。
　　石墨烯/鋰鋅鐵氧體復(fù)合材料(GE/Li0.45Zn0.1Fe2.45O4)在交變磁場(chǎng)中的溫度變化△T與其比飽和磁化強(qiáng)度表現(xiàn)出一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，比飽和磁化強(qiáng)度越大，平衡溫度越高;石墨烯含量為1％、3％、5％、7％、9％時(shí)，復(fù)合材料的溫度變化△T分別為68.2℃、25℃、17.3℃、13.3℃、12.5℃，由于應(yīng)用到動(dòng)物體內(nèi)時(shí)動(dòng)物肌體的溫度較高，在適當(dāng)?shù)臏囟茸兓鱐下可以達(dá)到殺死腫瘤所需要的溫度而不至于損傷正常