Microscopische kristallen kunnen binnenkort medicijnen rond je lichaam sluizen, ze naar zieke organen brengen. Vroeger, men dacht dat dit onmogelijk was - de kristallen, die speciale magnetische eigenschappen hebben, waren zo klein dat wetenschappers hun beweging niet konden beheersen. Maar nu heeft een team van Chinese onderzoekers de oplossing gevonden, en hun ontdekking heeft nieuwe toepassingen geopend die deze kristallen zouden kunnen gebruiken om vele levens te verbeteren - en misschien zelfs te redden.

Kezheng Chen en Ji Ma van de Quingdou Universiteit voor Wetenschap en Technologie, Quingdou, China heeft een methode gepubliceerd om superparamagnetische kristallen te produceren die veel groter zijn dan ooit tevoren. Ze publiceerden onlangs hun bevindingen in Natuurkunde Letters A .

Als sommige magnetische materialen, zoals ijzeroxiden, klein genoeg zijn - misschien een paar miljoenste van een millimeter breed, kleiner dan de meeste virussen - ze hebben een ongebruikelijke eigenschap:hun magnetisatie verandert willekeurig als de temperatuur verandert.

Door een magnetisch veld aan te leggen op deze kristallen, wetenschappers kunnen ze bijna net zo sterk magnetisch maken als gewone koelkastmagneten. Het lijkt misschien vreemd, maar dit is het sterkste type magnetisme dat bekend is. Dit fenomeen wordt superparamagnetisme genoemd.

In theorie, superparamagnetische deeltjes zouden ideaal kunnen zijn voor medicijnafgifte, omdat ze eenvoudig op een tumor kunnen worden gericht door een magnetisch veld te gebruiken. Hun kleine formaat, echter, heeft ze tot nu toe moeilijk gemaakt om precies te leiden.

"De grootste superparamagnetische materialen die we tot nu toe hebben kunnen maken, waren clusters van nanokristallen die samen ongeveer duizend keer kleiner waren dan deze, " merkte Dr. Chen op. "Deze grotere kristallen zijn gemakkelijker te controleren met behulp van externe magnetische velden, en ze worden niet geaggregeerd wanneer die velden worden verwijderd, waardoor ze veel nuttiger zullen zijn in praktische toepassingen, inclusief medicijnafgifte."

Chen en Ma legden uit dat de hoge temperatuur en druk waaronder de kristallen zich vormen ervoor zorgden dat kleine meteorietachtige 'microdeeltjes' van magnetiet van hun oppervlak ontsnapten. Dit veroorzaakte het ongewone pokdalige uiterlijk van de kristaloppervlakken en veroorzaakte een hoge mate van spanning en spanning in het rooster van de groeiende kristallen.

Kristallen die onder zulke hoge spanningen en spanningen groeien, vormen zich met onregelmatigheden en defecten in hun kristalrooster, en het zijn deze onregelmatigheden die verantwoordelijk zijn voor de ongebruikelijke magnetische eigenschappen van Chen's kristallen.

Magnetietkristallen van vergelijkbare grootte die bij een lagere temperatuur en onder normale druk worden gekweekt, zijn slechts zeer zwak magnetisch.

Deze methode om grotere superparamagnetische kristallen te maken, maakt de weg vrij voor de ontwikkeling van superparamagnetische bulkmaterialen die betrouwbaar kunnen worden gecontroleerd door matige externe magnetische krachten, een revolutie teweegbrengen in de levering van medicijnen aan tumoren en andere plaatsen in het lichaam die precies moeten worden getarget.

En dit is nog maar het begin. Chen's kristallen misschien, bijvoorbeeld, nuttig zijn in de vele technische projecten die "slimme vloeistoffen" nodig hebben die hun eigenschappen veranderen wanneer een magnetisch veld wordt toegepast. Deze kunnen al worden gebruikt om ophangingssystemen voor voertuigen te maken die zich automatisch aanpassen aan veranderende wegomstandigheden, meer comfort en veiligheid, en om comfortabelere en realistischere prothetische ledematen te bouwen.

Nu superparamagnetisme niet langer beperkt is tot minuscule deeltjes die moeilijk te hanteren zijn, onderzoekers kunnen gaan onderzoeken op welke manieren dit kan bijdragen aan het verbeteren van ons leven.