KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurden die magnetischen und kalorimetrischen Eigenschaften von zehn verschiedenen in Kohlenstoffnanoröhren eingelagerten magnetischen Nanopartikeln in Hinblick auf die Anwendung in der magnetischen Hyperthermie experimentell untersucht. Die Proben wurden strukturell mittels Röntgendiffraktometrie untersucht und ihr magnetischer Zustand durch Magnetometrie charakterisiert. Des Weiteren wurde die Heizleistung in Form der spezifischen Absorptionsrate (SAR) und deren Feldabhängigkeit aus kalorimetrischen Messungen bestimmt.
Von den zehn Proben zeigen die FeNi-Proben die höchsten Heizleistungen mit SAR-Werten bis zu 600 W/g bei 100 kA/m, jedoch weist einzig die FeNi-12-sol (12h, 500)-Probe ein rein superparamagnetisches Verhalten auf. Die Heizleistungen der Fe₃Ga-Proben sind  mit einem maximalen SAR-Wert von 346 W/g etwas geringer als diejenigen der FeNi-Proben. Darüber hinaus ist eine Mischung aus ferro- und superparamagnetischem Verhalten zu beobachten, welches durch die breite Verteilung der Teilchendurchmesser zu erklären ist. Bei den Co₂FeGa-Proben weist eine Probe superparamagnetisches Verhalten und eine Heizleistung im Bereich der Fe₃Ga-Proben auf. Die NiCr- und NiCu-Proben sind ebenfalls superparamagnetisch, zeigen jedoch Heizleistungen unter 35 W/g bei hohen Feldstärken. Für die direkte medizinische Anwendung eignet sich aufgrund der geringeren Heizleistung im Vergleich zu den heutzutage verwendeten Eisenoxidnanopartikeln keine der untersuchten Proben, wobei zudem die mögliche Toxizität der Nanopartikel zu berücksichtigen ist.

In this work magnetic and calorimetric properties of ten different samples nanoparticles encapsuled in carbon nanotubes were analysed in view of their applicability in magnetic hyperthermia. The structure of the samples was investigated by powder XRD and the magnetic characterisation was carried out by means of a SQUID-magnetometer. Furthermore, the heating capacity in form of the specific absorption rate (SAR) and its field dependence was determined from calorimetric measurements. Out og the ten samples, the FeNi-samples exhibit the highest heating capacity with SAR values up to 600 W/g at 100 kA/m. However, only the FeNi-12-sol (12h, 500) sample shows purely superparamagnetic behaviour. In comparison to the FeNi-samples, the Fe₃Ga-samples display slightly lower heating capacities with a maximum SAR-value of 346 W/g. In addition, a mixture of ferro- and superparamagnetic behaviour is observed for these samples which can be explained by the broad distribution of particle diameters. From the Co₂FeGa samples only the untreated one exhibits heating capacities comparable to the Fe₃Ga samples as well as superparamagnetic behaviour. The NiCr and NiCu samples display superparamagnetic behaviour too, yet their heating capacitiy does not exceed 35 W/g even at high field strength. Presumably, none of the samples are suitable for direct medical application, due to their heating capacities residing below those of the nowadays used ironoxide-nanoparticles. Furthermore, the possible toxicity of the nanoparticles has to be taken into account.