第一作者：Zuyang Ye ?

通訊作者：殷亞東

通訊單位：加州大學河濱分校

論文速覽:

本研究通過合成和表面改性磁性Fe3O4納米團簇，實現了高效的射頻納米加熱。研究發現，直徑為58 nm的Fe3O4納米團簇在43 kA/m和413 kHz的交變磁場下，具有高達1499 W/g Fe的比吸熱率（SAR），是之前研究中使用的商業鐵氧化物核的兩倍多。

通過表面改性，使用可滲透的間苯二酚-甲醛樹脂(RFR)聚合物層顯著增強了納米團簇在復雜的冷凍保護溶液中的膠體穩定性，同時保持了其出色的加熱能力。

Fe3O4@RFR納米團簇在10 mg Fe/mL的濃度下，實現了175 °C/min的高平均加熱速率，并成功應用于豬髂動脈的納米加熱，突顯了其在提高冷凍保存效率方面的潛力。

圖文導讀:

圖1:展示了平均直徑為58 nm的典型Fe3O4納米團簇的透射電子顯微鏡圖像（TEM），以及Fe3O4納米團簇的平均直徑與前驅體溶液中Ni2+/Fe3+摩爾比的關系。X射線衍射（XRD）圖案和Fe3O4納米團簇的磁滯回線進一步證明了其尺寸依賴的加熱性能。

圖2:描述了不同尺寸Fe3O4納米團簇在水下交變磁場（413 kHz和43 kA/m）中的加熱性能和平均比吸熱率（SAR）。

圖3:展示了Fe3O4@RFR納米團簇的透射電子顯微鏡圖像，以及不同凝聚時間下Fe3O4@RFR納米團簇在VS55溶液中的紫外-可見吸收峰強度隨時間的變化。

圖4:展示了Fe3O4@RFR納米團簇在水和VS55中不同核心直徑的SAR測量結果，以及不同厚度RFR殼層的Fe3O4納米團簇從低溫開始的加熱特性和加熱速率。

圖5:展示了人真皮成纖維細胞（HDF）在不同Fe3O4@RFR濃度下的生存率，以及在VS55介質中逐步加載和卸載Fe3O4@RFR的細胞毒性測試結果。

亮點介紹:

1. 高效加熱性能:研究發現，直徑為58 nm的Fe3O4納米團簇具有高達1499 W/g Fe的比吸熱率，顯著優于商業鐵氧化物核。

2. 表面改性增強穩定性:通過RFR聚合物層的表面改性，顯著提高了納米團簇在復雜冷凍保護溶液中的膠體穩定性。

3. 快速均勻加熱:Fe3O4@RFR納米團簇在10 mg Fe/mL的濃度下實現了175 °C/min的高平均加熱速率，有助于提高冷凍保存樣本的后解凍存活率。

4. 生物相容性:細胞毒性測試表明，Fe3O4@RFR納米團簇具有良好的生物相容性，即使在較高濃度下也不影響細胞生存率。

5. 成功應用于組織納米加熱:該納米團簇已成功應用于豬髂動脈的納米加熱，為冷凍保存和納米加熱技術在組織和器官保存方面的應用鋪平了道路。

文獻信息:

標題: Engineering Magnetic Nanoclusters for Highly Efficient Heating in Radio-Frequency Nanowarming

期刊: Nano Letters