磁性纳米粒子是一类可以通过磁场操纵的纳米粒子，具有广泛的技术和生物医学应用，包括磁热疗、靶向给药、新型磁存储介质和纳米机器人。大多数商业纳米粒子不具有单个磁芯，而是具有许多称为微晶的小磁性晶体。

对于研究人员来说，重要的问题是这些微晶在多核纳米颗粒中的表现如何，以及它们如何响应外加磁场。《应用物理学杂志》上的一篇论文比较了不同多核纳米粒子系统的有效磁矩，并表明它们与磁场有关。

“这种多核纳米粒子的有效磁矩取决于各种参数，例如磁性微晶的大小、它们的堆积密度、核结构以及它们之间的磁相互作用，”该论文的作者之一弗兰克路德维希说。

许多实验结果表明，微晶整体表现得像具有一些有效磁矩的单个磁芯。研究已经针对确定这种有效磁矩如何与一个多核纳米颗粒内的微晶数量和尺寸相关，因为许多应用需要大磁矩，例如，这决定了它们操作所需的磁力强度。

该论文的发现对于研究人员针对各种应用优化磁性纳米粒子非常重要，包括磁性热疗和磁性药物靶向，这是癌症治疗的两个新领域。

在磁热疗中，纳米颗粒位于肿瘤细胞处。施加的磁场的频率和振幅会将纳米粒子加热到大约 42-44 摄氏度的温度，从而杀死肿瘤细胞。

在磁性药物靶向中，带有药物和磁性颗粒的胶囊通过磁场梯度被导向肿瘤。当它们到达肿瘤时，药物会通过各种技术从胶囊中释放出来。与传统化疗相比，靶向药物治疗可显着减少剂量和副作用。

纳米粒子的技术应用范围从新的磁存储介质到纳米机器人。由纳米颗粒制成的存储介质比现有介质小得多，可以存储更多的数据。纳米机器人是可以在原子水平上精确构建和操纵事物的机器，可用于各种环境，例如监测血液化学的微型传感器。

Ludwig 说，继续更好地了解多核纳米粒子的有效磁矩，尤其是其场依赖性对于基础科学和应用都是必不可少的。