超顺磁性的Fe3O4@mSiO2纳米粒子的制备(3)
1.2.1 纳米材料的特性
纳米粒子的特性主要有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应。这些特性使得纳米粒子表现出与大块粒子很多不同的特性。
1.2.1.1 小尺寸效应
当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。
小尺寸纳米磁性颗粒材料与大块的材料有着明显的不同，小尺寸纳米磁性颗粒材料能由磁有序态转变为磁无序态，超导相转变为正常相。与大尺寸材料相比，纳米颗粒的熔点会明显降低，例如2nm的Au颗粒其熔点为600K，随着粒径增加熔点迅速上升，块状金的熔点转为1337K。
1.2.1.2 量子尺寸效应
所谓量子尺寸效应是指在纳米尺寸范围内，当粒子尺寸下降到某一数值时，会伴随一个粒子内部原子数目的减少、能级间距增大，费米能级附近的电子由连续能级变为离散能级的过程；当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时，导致了纳米微粒在磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料截然不同的性质。和宏观物体表现出截然不同的反常特性，称为量子尺寸效应。
1.2.1.3 表面效应
表面效应是指当粒子粒径减少到纳米级时，表面原子数迅速增加、纳米粒子的表面能、比表面积均会迅速增加[4]。这是因为随着颗粒直径的变小比表面积将会显著地增加，从而界面和表面对粒子的影响变得更加重要。对于直径约为1.6nm的Co面心立方体晶格，其中60%原子都是表面原子，由于表面原子占总原子数很大，周围又缺少相邻的原子，具有不饱和性，为使化学能降低达到稳定结构，更易与其它原子结合，故具有很大的化学活性。
1.2.1.4 宏观量子隧道效应
宏观量子隧道效应是指微观粒子具有贯穿势垒的能力，即当微观粒子的总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。这一效应与量子尺寸效应一起，确定了微电子器件进一步微型化的极限，也限定了采用磁带磁盘进行信息储存的最短时间[5]。
1.3 磁性纳米材料
铁及其氧化物磁性材料是一种古老而用途十分广泛的功能材料，磁性纳米材料是在20世纪60年代出现的一种新型材料，它的发现使材料的磁性性质发生了质的飞跃[6]。磁性纳米材料的特性，由于磁性纳米材料与磁相关的特征物理长度处于纳米级别，与常规磁性材料有很大的不同。主要表现为：当磁畴由多磁畴变成单磁畴，磁性纳米材料的磁性要比磁性材料高达1000倍；而当磁性纳米材料尺寸低于超顺磁性临界尺寸时，能表现出超顺磁性可以避免磁团聚现象的发生等等。例如软铁磁性材料在纳米微晶形态具有高饱和磁化强度、高磁导率、低损耗等优异性能；磁性纳米粒子在尺寸达到某一临界尺寸时，会出现超顺磁性[6]。因此，磁性纳米材料在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域有着广泛的应用前景，特别是近年来磁性纳米材料在磁共振成像、肿瘤细胞分离、肿瘤靶向热疗、栓塞治疗及药物磁导向方面的应用已经成为当前生物医学领域的热门研究课题之一，并且部分成果已推广至临床应用。然而，如何通过有效的制备方法对材料进行有效的合成和性能的改变，设计出适合在生物医学、磁学等众多应用需求的多功能复合型磁性纳米材料，仍然是引人注目的研究热点。
1.3.1 磁性纳米颗粒的基本性质
1.3.1.1磁畴
