Rõ ràng công suất toả nhiệt của các hạt từ càng cao thì hiệu quả chữa trị sẽ càng tốt vì khi đó có thể giảm được liều lượng vật liệu cũng như thời gian tác dụng của từ trường đối với cơ thể người. Có nhiều lý do về sinh học, vật lý và kinh tế ảnh hưởng đến khả năng tăng công suất tổn hao của các hạt nanô từ. Để tồn tại được trong cơ thể, trước tiên các hạt từ cần có khả năng tương hợp sinh học tốt (không độc, ổn định hoá
học đủ lâu trong môi trường sinh học, có thời gian lưu thông phù hợp trong máu và phân huỷ sinh học không gây tác hại). Cho đến nay các nghiên cứu chủ yếu vẫn tập trung trên các hạt sắt ôxít Fe3O4 (magnetite) và -Fe2O3 (maghemite) vì khả năng tương hợp sinh học của chúng đã được chứng minh. Nồng độ sắt có thể gây ra các ảnh hưởng nguy hiểm đối với cơ thể là 200 mg/kg khối lượng cơ thể (Crotti 1971). Hiện nay đã có các hạt ôxít từ thương phẩm cho ứng dụng trong chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân, tuy nhiên các hạt siêu thuận từ tương đối nhỏ này chỉ cho được công suất đốt nhiệt thấp.
Các hạt sắt ôxít, mặc dù có cùng thành phần hoá học nhưng tính chất từ vẫn có thể khác nhau, phụ thuộc vào hình thái và cấu trúc hạt. Trong các mối liên hệ, có thể coi sự phụ thuộc của công suất đốt nhiệt vào kích thước hạt trung Hình 1.17: Các kết quả thực nghiệm về sự phụ thuộc của công suất toả nhiệt vào kích thước hạt Fe3O4 [19].
bình là quan trọng nhất. Hình 1.17 là các kết quả thực nghiệm về sự phụ thuộc của công suất toả nhiệt vào đường kính trung bình của các hạt nanô từ được tổng hợp bởi Hergt và các cộng sự [19]. Có thể thấy SLP có xu hướng tăng lên với các hạt từ có kích thước lớn hơn. Hiện tại giá trị SLP cao nhất của các hạt từ là 960 W/g ở từ trường 410 kHz và 10 kA/m đối với các hạt magnetosome có đường kính trung bình 35 nm [25]. Tuy nhiên công nghệ chế tạo các hạt này là phức tạp và có hiệu suất thấp.
Bên cạnh đường kính trung bình, sự phân bố kích thước hạt cũng có ảnh hưởng đáng kể đến giá trị SLP. Các tính toán lý thuyết về ảnh hưởng của phân bố kích thước hạt đã được đưa ra bởi Rosensweig [51] và đã được chứng minh bằng các khảo sát thực nghiệm của Jordan [33] và Hergt [24].
Dị hướng từ hiệu dụng cũng là một tham số quan trọng trong tổn hao từ. Hằng số dị hướng từ tinh thể của các hạt ôxít sắt là tương đối nhỏ (vài kJ/m3). Giá trị này có thể tăng lên khoảng 10 % với các hạt có dị hướng hình dạng khác nhau. Ảnh hưởng mạnh của dị hướng hình dạng đối với tổn hao từ trễ đã được khảo sát trong một số nghiên cứu sử dụng các hạt sắt ôxít được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau [20]. Kết quả cho thấy các hạt hình kim sử dụng trong kĩ thuật ghi từ có thể cho công suất toả nhiệt cao hơn các hạt hình cầu có cùng thể tích ở từ trường cao. Ngoài ra dị hướng từ cũng có thể bị ảnh hưởng bởi quá trình bọc hạt để ổn định dung dịch chất lỏng từ cũng như để gắn vào hạt các nhóm chức năng. Lớp bọc có thể ảnh hưởng đến SLP với sự góp mặt của tổn hao Brown thường xảy ra ở các vùng tần số trung bình (<50 kHz).
Mặc dù Hergt đã đưa ra nhận định công suất toả nhiệt cực đại của các hạt từ có thể đạt đến 10 kW/g, nhưng cho tới hiện nay giá trị lớn nhất chỉ được 960 W/g trong từ trường 410 kHz và 10 kA/m [25]. Đã có nhiều nghiên cứu về hiệu ứng đốt nhiệt-từ tập trung trên vật liệu sắt ôxít chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau, nhưng có vẻ giá trị 960 W/g đã là giới hạn cực đại của vật liệu này. Gần đây các hạt kim loại như Fe, Co với từ độ bão hoà cao cũng bắt đầu được quan tâm và bước đầu đã có những kết quả khích lệ [56, 57].