磁性纳米团簇的形态学与晶体学控制：作为生物分析中可磁控组装的构建模块

《ACS Applied Nano Materials》：Morphological and Crystallographic Control of Magnetic Nanoclusters as a Building Block of Magnetically Controllable Assembly for Bioassay

磁性纳米材料形态调控研究：通过温度和碱性调控合成铁氧化物纳米簇（IOCs），探究其结晶特性与磁响应行为，发现立方体IOCs在磁场中高效定向排列并实现溶液混合应用

　　

具有磁响应性的纳米材料及其组装体在生物医学应用中展现出巨大潜力，包括靶向治疗和图像引导干预。这些材料的性能取决于其组成纳米材料的磁响应特性，而后者又受到颗粒大小、形状、结晶度以及组装行为的影响。氧化铁纳米簇（IOCs）由聚集的初级纳米颗粒组成，由于其高磁响应性和低矫顽力，特别适合用于磁驱动。本研究通过调控反应温度和碱性条件，建立了一种精确控制IOCs形态和内部结构的合成方法。实验条件下获得了球形、立方形和八面体结构的IOCs，它们各自具有不同的结晶和磁性质。时间分辨X射线衍射和电子显微镜分析表明，中间相决定了晶体生长路径，显著影响了生长动力学和最终结构。不同形状的IOCs在外加磁场作用下表现出更好的排列性能。值得注意的是，立方形颗粒由于其几何规则性和强磁响应性，能够容易地形成定向阵列。我们通过实验验证，这种组装好的立方形纳米结构可以通过场诱导旋转有效实现溶液混合。这些发现强调了形状可控合成在制备高响应性磁性纳米材料中的重要性，并为生物分析用磁控探针的结构和功能设计提供了宝贵见解。