Herstellung und Eigenschaften von (Fe, Co, Ni)-Nanopartikeln für medizinische Anwendungen

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Der Schutz vor Oxidation und Korrosion, eine hohe Sättigungsmagnetisierung, eine schmale Partikelgrößenverteilung und eine geringe Agglomerationsneigung sind grundsätzliche Anforderungen an magnetische Nanopartikel unabhängig von ihrer vorgesehenen Anwendung. Dieser Projektantrag beinhaltet die Synthese von kohlenstoffumhüllten, biokompatiblen, magnetischen Fe-Co-Ni-Nanopartikeln für den Einsatz in der Medizin als Heizer für hyperthermische Anwendungen. Sie zeichnen sich gegenüber den oft verwendeten Nanopartikeln auf Eisenoxid-Basis durch eine sehr hohe Sättigungsmagnetisierung aus. Eine optimierte Kohlenstoffhülle soll maximal vor Oxidation, Korrosion und Agglomeration schützen, dabei aber die günstigen magnetischen Eigenschaften nicht maßgeblich verändern. Die Synthese der legierten Partikel erfolgt unter Verwendung von verdampfbaren metallorganischen Precursoren in einer Hochdruck-Injektions-CVD-Anlage (HiPICVD). Diese Methode gestattet die getrennte Sublimation der Metallocene in unterschiedlichen Verdampfereinheiten, ihren Transport, ihre Injektion in den Reaktorraum und schließlich ihre gemeinsame thermische Zersetzung bei definierten Bedingungen. Durch Variation der Prozessparameter sollen die Legierungszusammensetzung der Partikel, die Dicke der Kohlenstoffhülle und die Teilchengrößenverteilung optimiert werden. Die synthetisierten Partikel werden umfassend strukturell charakterisiert, dispergiert und ihre magnetischen Eigenschaften untersucht, um ihre anwendungsrelevanten Eigenschaften zumaximieren.