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该项目的研究目标是:建立材料的电磁加热的数学模型,得出特定材料(如金属纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、碳纳米管)的最佳应用频率;建立特定频率下的电磁加热数学模型, 研究相关的热损耗机制,得出在某一频率下最佳的电磁参数,用于指导材料的设计与制作; 初步设计电磁能传输器件,为进一步改善电磁传输器件打下基础;初步研究纳米材料电磁热效应对细胞的影响。主要研究成果如下:
1。建立了激光波段的加热模型:研究发现纳米材料的加热具有分层现象,通过理论分析, 建立了加热模型,该模型有利于指导最佳肿瘤大小的估计。
2。通过实验发现:纳米颗粒的 RF(radiofrequency,射频)加热效果不明显,光波段加热效果明显;纳米材料的加热机制比较复杂,光波段的机制是表面等离子体,但在 RF 波段,主要是介电特性,因此加热效果不明显。此外,最近发现线状纳米银线的 RF 加热效果比较明显,但机理有待进一步研究。
3。设计了多种加热设备:从研究情况来看,RF 波段,利用平行板电容器加热比较合适; 在 2。45GHz 和 5。8GHz 要设计多天线阵列;在毫米波波段,需要利用准光学技术实现;光波段,要求利用固体激光器比较合适。
4。细胞实验表明:激光的热效应对细胞作用明显;而纳米金颗粒和银颗粒由于在 RF 频段不明显,因此未进一步进行细胞实验;纳米银线的加热效果明显,需要进一步的细胞实验进行验证。