Một số cơ chế sinh nhiệt khỏc

Cỏc hạt nano từ sinh nhiệt trong từ trường xoay chiều ngoài cỏc cơ chế như từ trễ hay hồi phục cũn cú một dạng tổn hao do ma sỏt cỏc hạt từ quay trong lũng chất lỏng. Tương tỏc của từ trường xoay chiều với từ độ của cỏc hạt từ cú thể làm cho chỳng dao động hoặc quay trong mụi trường chất lỏng. Theo lý thuyết ma sỏt lỏng đưa ra bởi Landau và Lifshitz (1978), cụng suất tổn hao riờng tớnh trong một chu kỡ quay với tần số f của một hạt hỡnh cầu (khối lượng m, khối lượng riờng ) trong một chất lỏng (độ nhớt ) là [78]:

Hỡnh 1.21. Thớ nghiệm so sỏnh cụng suất tỏa nhiệt sinh bởi cỏc hạt siờu thuận từ (trờn) và sắt từ (dưới) [83]. Đốt núng Đốt núng T ( o C) T ( o C)

224 24 rot f SLP     (1. 40)

Tổn hao này khụng phụ thuộc vào kớch thước của hạt cũng như cường độ từ trường. Ở trạng thỏi cõn bằng, mụ men từ xoắn của một hạt T = μ0MRHV

cõn bằng với lực ma sỏt nghỉ 12πηfV. Để xảy ra tổn hao thỡ từ trường phải thắng lực ma sỏt nghỉ và phải lớn hơn giỏ trị tối thiểu:

min 0 12 R f H M    (1. 41)

trong đú MR là từ độ dư của hạt. Vớ dụ với độ nhớt của nước là 10-3 Pa.s và tần số từ trường 70 kHz, từ độ dư của magnetite (Fe3O4) là 2,3105 A m-1 thỡ cường độ từ trường tối thiểu phải là 10 kA/m.

Cỏc dũng điện Fucụ bề mặt được tạo ra theo định luật cảm ứng khi cú tỏc dụng của từ trường xoay chiều và khụng chỉ giới hạn xảy ra trong vật liệu từ. Hiệu ứng này cú thể tạo ra cụng suất toả nhiệt cao trờn cỏc vật liệu dẫn điện tốt và cú kớch thước lớn. Người ta đó ứng dụng hiệu ứng này trong phương phỏp nhiệt trị sử dụng cỏc “kim nhiệt” (thermoseed) [139]. Tuy nhiờn hạn chế của phương phỏp này là rất khú cú thể đạt được sự phõn bố nhiệt độ chớnh xỏc và đồng đều. Với cỏc hạt ụxớt sắt, tổn hao do dũng điện bề mặt khụng gõy được hiệu ứng đốt nhiệt đỏng kể vỡ kớch thước cỏc hạt rất nhỏ và độ dẫn điện của chỳng thấp. Tuy nhiờn từ trường xoay chiều cũng cú khả năng tạo ra dũng điện bề mặt và đốt núng cỏc mụ tế bào, mặc dự độ dẫn điện của cỏc mụ tế bào là tương đối thấp (thụng thường tb ~ 0,6 (m)-1, so với Cu ~ 6107 (m)-1). Mặt khỏc, đường kớnh vựng chịu tỏc dụng từ trường xoay chiều cú thể tương đối lớn, lờn đến 30 cm trong trường hợp nhiệt trị toàn thõn (whole-body). Brezovich và cỏc cộng sự đó tiến hành thử nghiệm với một số bệnh nhõn tỡnh nguyện về khả năng ảnh hưởng của từ trường xoay chiều trờn cơ thể người và đưa ra một tớch số giới hạn an toàn của từ trường [139]:

(H.f)0 = 4,85ì108 A/(m.s) (1. 42) Cho đến nay giỏ trị tớch số giới hạn này thường được cụng nhận rộng rói trong cỏc nghiờn cứu.