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研究人员描述了磁性粒子运动背后的基本过程

磁性粒子通过磁场时的运动称为磁致变质。到目前为止,对影响这些粒子及其运动的因素知之甚少。现在,伊利诺伊州芝加哥大学的研究人员描述了一些基本过程,这些过程与磁性粒子在磁场作用下流过流体时的运动有关。

他们的发现发表在《美国国家科学院院刊》上。

了解有关磁性粒子通过磁场的运动的更多信息,包括药物输送,动物传感器,分子成像和催化。例如,载有药物的磁性纳米粒子在使用磁铁注入血液或脑脊液后,可以递送到体内的离散点。目前,该过程已用于某些形式的化学疗法中以治疗癌症。

UIC助理教授Meenesh Singh说:“我们需要更多地了解磁性粒子如何运动,以便更好地预测它们运动的速度,有多少能达到目标,以及何时以及哪些因素会影响它们在各种流体中的行为。”工程学院化学工程系教授,论文的通讯作者。

Meenesh及其同事发现,四个主要因素会影响磁性粒子的运动:粒子的磁性和它们所移动的溶液之间的差异,磁场的梯度,粒子之间的磁性相互作用或它们粘附在一起的程度以及粒子上的电荷与磁场的相互作用。

“我们可以利用这一新知识来提高磁性纳米粒子到达中枢神经系统中所需靶组织的特异性,” UIC工程学院动物工程教授,论文的第一作者安德里亚斯·林宁格说。

基于这些发现,研究人员创建了包括所有这些因素的数学公式。他们使用实际数据填充了模型,并能够准确预测实际系统中粒子的速度和位置。

Meenesh说:“通过使用我们的模型,医生和研究人员将能够更好地设计磁性纳米颗粒,以递送药物或其他分子,并且做得更准确。” “该模型还可以预测带电磁性粒子在各种应用中的运动,包括地球磁层中带电粒子的偏转。”

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