许培俊，冯 鑫，王临江，孟 帅，郭新良，高尚林

(1. 长安大学 材料科学与工程学院，西安 710064；2. 云南省电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217；3. 德国GZD公司，德累斯顿 01187 )

0 引 言

与其他纳米材料一样，Fe3O4纳米颗粒的表面原子数、比表面积和表面能随着粒径的减小逐渐增加，结构单元之间也存在着或强或弱的相互作用，因此Fe3O4纳米颗粒具有表面与界面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。基于以上特性，Fe3O4纳米颗粒呈现出更为优良的电磁、力学、热学、光学等性能。超顺磁性Fe3O4纳米颗粒是指Fe3O4的颗粒尺寸小于临界尺寸时，其各向异性能逐渐减小，Fe3O4纳米颗粒的磁化方向呈现无规律的变化[1]。因此，在外磁场的作用下Fe3O4纳米颗粒的磁化率远大于普通磁性材料，此时Fe3O4纳米颗粒无磁滞现象，剩余磁化强度和矫顽力都趋于零，呈现超顺磁性。与其他磁性纳米颗粒相比，超顺磁性Fe3O4纳米颗粒毒性小具有良好的生物相容性，可通过外磁场作用实现定向移动，因此超顺磁性Fe3O4纳米颗粒在蛋白质分离[2]、肿瘤靶向诊断治疗[3]和磁共振造影成像[4]等医学领域具有广阔的应用前景。同时在外磁场作用下，超顺磁性Fe3O4胶体粒子相互之间会产生磁诱导吸引力；活性基团表面修饰的Fe3O4胶体粒子分散于去离子水中发生电离产生大量的负电荷，表面带有负电荷的Fe3O4胶体粒子相互之间产生静电排斥力。当外磁场强度达到一定范围，致使Fe3O4胶体粒子受到的磁诱导吸引力和静电排斥力相平衡时，超顺磁性Fe3O4胶体粒子能够沿外磁场方向迅速迁移、自组装排列成一维链状光子晶体结构。……