Magnetische NanopartikelCANdot mit magnetischen Eigenschaften

CANdot Serie M für Einsatz als magnetisches Kontrastmittel geeignet.

Wie viele andere Eigenschaften auch verändern sich bei FeOx-Nanopartikeln ihre magnetischen Eigenschaften in Abhängigkeit von ihrer Größe. Unterschreitet die Partikelgröße die Größe einer sog. Weisschen Domäne (der Bereich in einem magnetischen Stoff, in dem die Spins parallel orientiert sind), so enthält dieser Feststoff nur noch einen einzigen Weisschen Bereich. Diese charakteristische Größe wird Einzeldomänengröße DS genannt und liegt üblicherweise zwischen 10 und 100 nm.

Das Verhalten von Partikeln mit nur einem einzigen Weisschen Bereich unterscheidet sich von dem gängigen Verhalten der Ferromagneten. So ist die Koerzitivfeldstärke HC größer als bei den makroskopischen Feststoffen, da die Richtung der Magnetisierung nur noch durch kohärente, also gleichzeitige Spinrotation aller im Teilchen enthaltener Spins und nicht mehr durch Verschiebung der Domänenwände bewirkt werden kann. Dieser Prozess benötigt jedoch mehr Energie. Nimmt die Größe des Partikels weiter ab, so verkleinert sich auch der Weissche Bereich, er umfasst also eine geringere Anzahl an Spins. Da dadurch die benötigte Energie zur kohärenten Spinrotation abnimmt, verringert sich der Betrag von HC wieder. Ab einer charakteristischen Teilchengröße fällt die Koerzitivfeldstärke auf null, man spricht von Superparamagnetismus. In diesem Bereich ist die Rotation der Spins in dem Teilchen nur noch so wenig energetisch gehemmt, das bereits Raumtemperatur genügt, um die Spins zu rotieren. Die Anisotropieenergie Ea verhält sich proportional zum Teilchenvolumen.

Da die magnetischen Kerne der Serie M Partikel eine Größe von 10 nm besitzen, handelt es sich hier um Ein-Domänen-Partikel mit superparamagnetischen Verhalten. Diese Eigenschaft in Kombination mit der guten Dispergierbarkeit in wässigen Medien und der Langzeitstabilität der Dispersionen machen diese Partikel besonders geeignet als Kontrastmittel auf Basis von T1 und T2 Relaxationsmessungen.

Dr. Jan Niehaus

Dr. Jan Niehaus

Dr. Christoph Gimmler

Dr. Christoph Gimmler

Technische Datenblätter

CANdot Series M