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肿瘤热疗技术由于其副作用小等优点成为治疗肿瘤的一种新方式,其中一个非常重要的环节是在交变磁场、微波等条件下把肿瘤细胞加热到43℃附近将其摧毁而不损伤正常细胞组织。因此,在现有热种子材料难以自动温控的情况下,研究产热效率高、能稳定控制加热温度、分散稳定及生物相容性良好的热种子材料意义重大。为此本研究利用碳纳米管和石墨烯特有的性能,设计制备了一种全新的可温控石墨烯(碳纳米管)/锂锌铁氧体复合材料,该材料具有优良的产热性能、生物相容性能,以及可靠的控温效果,主要研究内容如下。锂锌铁氧体由于具有良好的化学稳定性以及其较高的生物相容性等,被认为是磁热疗应用中很有前景的一种材料。本文中以锂锌铁氧体为基体,利用溶胶凝胶法结合后续煅烧处理,将新型纳米材料碳纳米管、石墨烯加入其中制成复合材料。由于碳纳米管具有良好的热扩散性等性能,石墨烯具有非常大的理论比表面积以及高的热导率等优点,通过改变二者的含量将其与锂锌铁氧体复合,分别制备了碳纳米管/锂锌铁氧体和石墨烯/锂锌铁氧体复合材料,并利用XRD、SEM、TEM和VSM等对复合材料进行测试分析。碳纳米管/锂锌铁氧体复合材料(CNTs /Li0.25Zn0.5Fe2.25O4)在交变磁场中的温度变化AT介于锂锌铁氧体、碳纳米管二者的AT之间,这是由于在交变磁场中磁性纳米颗粒的产热机制主要有磁滞损耗、Neel弛豫和布朗弛豫等,碳纳米管的加入对磁性纳米粒子的自旋以及磁畴壁的移动产生影响而使损耗减小；交变磁场下,当碳纳米管含量为1%和3%时,可靠控温温度(40.8℃和53℃)满足磁热疗40℃-60℃的温度要求。在微波场(频率2.45GHz)中,锂锌铁氧体的吸波机理主要是自然共振,在该波段下极性分子摩擦损耗较小,产热效果较小；碳纳米管由于具有高比表面积在微波条件下会产生多重散射,加剧原子、电子的运动,并将电磁波转化成热能,因而热效应明显；碳纳米管含量为1%、3%、5%、7%、9%时,CNTs/Li0.25Zn0.5Fe2.25O4对应的温度变化AT为6.4℃、7.3℃、9.7℃、7.6℃、5.7℃,热效应较小。石墨烯/锂锌铁氧体复合材料(GE/Li0.25Zn0.5Fe2.25O4)在交变磁场中的温度变化AT与其比饱和磁化强度表现出一定的对应关系,比饱和磁化强度越大,平衡温度越高；石墨烯含量为1%、3%、5%、7%、9%时,复合材料的温度变化AT分别为68.2℃、25℃、17.3℃、13.3℃、12.5℃,由于应用到动物体内时动物肌体的温度较高,在适当的温度变化△T下可以达到杀死肿瘤所需要的温度而不至于损伤正常组织；当石墨烯含量为3%时,材料的稳定控制温度为44.6℃,满足肿瘤热疗40℃-60℃的温度要求。在微波场中,0.2g不同石墨烯含量的复合粉体材料在30min内的温度变化△T均为4℃左右,热效应效果较小。综上,以锂锌铁氧体为基体,结合碳纳米管和石墨烯优异的性能,制备的复合材料在交变磁场和微波场中具有十分可观的热效应和温控性能,有望在肿瘤治疗领域表现出良好的应用价值。