(57)【要約】【課題】　無機材料コアを有する複数の単分散ナノ粒子の形成方法を提供する。【解決手段】　無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させ、これに金属と少なくとも１つの配位子を含む少なくとも１つの有機金属化合物を加え、不活性ガス雰囲気下で約３０〜約４００°Ｃの範囲にある第１の温度まで第１の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１界面活性剤及び無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該少なくとも１つの有機金属化合物と該酸化性物質を反応させ、その各々がナノ結晶性無機コア（１２）及び該第１の界面活性剤を備えた少なくとも１つの外側コーティング（１４）を備えている複数のナノ粒子（１０）を形成させる。【選択図】　　　図１
2004067508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その各々がナノ結晶性無機コア（１２）と該ナノ結晶性無機コア（１２）を実質的に覆っている少なくとも１つの外側コーティング（１４）とを備える複数のナノ粒子（１０）を形成する方法であって、該外側コーティング（１４）の少なくとも１つは少なくとも１つのイオン性安定化材料を備えていると共に、
　ａ）無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させるステップであって、該第１の界面活性剤は第１の濃度で存在すると共に分極可能ヘッド基を有しているような化合ステップと、
　ｂ）前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤に少なくとも１つの有機金属化合物を加えるステップであって、該少なくとも１つの有機金属化合物は金属及び少なくとも１つの配位子を備えているような付加ステップと、
　ｃ）前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤と、前記少なくとも１つの有機金属化合物とを不活性ガス雰囲気下で約３０°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にある第１の温度まで第１の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１界面活性剤及び無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該少なくとも１つの有機金属化合物と該酸化性物質を反応させ、その各々がナノ結晶性無機コア（１２）及び該第１の界面活性剤を備えた少なくとも１つの外側コーティング（１４）を備えている複数のナノ粒子（１０）を形成させるステップと、
を含む方法。
【請求項２】
その各々が第１の酸化状態にある鉄及び該第１の酸化状態と異なる第２の酸化状態にある遷移金属を含んだ結晶性混合スピネルフェライトを含む複数の単分散ナノ粒子（１０）を形成させる方法であって、
　ａ）無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させるステップであって、該第１の界面活性剤は第１の濃度で存在すると共に分極可能ヘッド基を有しているような化合ステップと、
　ｂ）前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤を不活性ガス雰囲気下で第１の温度まで加熱させるステップと、
　ｃ）前記第１の温度において前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に有機鉄化合物を加えるステップと、
　ｄ）前記有機鉄化合物と前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤とを一緒に前記第１の温度において第１の時間間隔だけ不活性ガス雰囲気下に維持するステップと、
　ｅ）前記第１の時間間隔の満了後に、前記第１の温度において一緒にした前記有機鉄化合物及び前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に少なくとも１つの有機遷移金属化合物を加えるステップと、
　ｆ）前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤、前記有機鉄化合物、及び前記少なくとも１つの有機遷移金属化合物を不活性ガス雰囲気下で第２の温度まで第２の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１の界面活性剤及び該無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該有機鉄化合物、該有機遷移金属化合物及び該酸化性物質を反応させ、その各々が結晶性混合スピネルフェライトを含む複数の単分散ナノ粒子（１０）を形成させるステップと、
を含む方法。
【請求項３】
その各々が、第１の酸化状態にある鉄及び該第１の酸化状態と異なる第２の酸化状態にある遷移金属を含んだ結晶性混合スピネルフェライトコア、並びに該無機コア（１２）を実質的に覆っている少なくとも１つの外側コーティング（１４）を含むような複数のナノ粒子（１０）を形成させる方法であって、
　ａ）無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させるステップであって、該第１の界面活性剤は第１の濃度で存在すると共に分極可能ヘッド基を有しているような化合ステップと、
　ｂ）前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤を不活性ガス雰囲気下で第１の温度まで加熱させるステップと、
　ｃ）前記第１の温度において前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に有機鉄化合物を加えるステップと、
　ｄ）前記有機鉄化合物と前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤とを一緒に前記第１の温度において第１の時間間隔だけ不活性ガス雰囲気下に維持するステップと、
　ｅ）前記第１の時間間隔の満了後に、前記第１の温度において一緒にした前記有機鉄化合物及び前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に少なくとも１つの有機遷移金属化合物を加えるステップと、
　ｆ）前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤、前記有機鉄化合物、及び前記少なくとも１つの有機遷移金属化合物を不活性ガス雰囲気下で第２の温度まで第２の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１の界面活性剤及び該無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該有機鉄化合物、該有機遷移金属化合物及び該酸化性物質を反応させ、その各々が結晶性混合スピネルフェライトを含む複数の単分散ナノ粒子（１０）を形成させるステップと、
　ｇ）前記溶剤から前記複数の単分散ナノ粒子（１０）を沈殿させるステップと、
を含む方法。
【請求項４】
前記無極性非プロトン性溶媒から前記複数のナノ粒子（１０）を沈殿させるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数のナノ粒子（１０）を沈殿させる前記ステップが、前記無極性非プロトン性溶媒にアルコールとケトンのうちの一方を添加することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
外側コーティング（１４）内で前記第１の界面活性剤を第２の界面活性剤で置換するステップをさらに含む請求項１または３に記載の方法。
【請求項７】
外側コーティング（１４）内で第１の界面活性剤を第２の界面活性剤に置換する前記ステップは、前記無極性非プロトン性溶媒に前記第１の濃度を超える第２の濃度にある第２の界面活性剤を加えるステップであって、該第２の界面活性剤によって外側コーティング（１４）内で第１の界面活性剤を置換しているようなステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記無極性非プロトン性溶媒を第２の温度まで第２の時間間隔にわたって加熱するステップであって、外側コーティング（１４）内で第２の界面活性剤によって第１の界面活性剤を置換させている加熱ステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
無極性非プロトン性溶媒を第２の温度までの第２の時間間隔にわたって加熱する前記ステップは無極性非プロトン性溶媒を約２５°Ｃ〜約８０°Ｃの範囲のある温度まで約１時間加熱することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記溶剤から前記複数のナノ粒子（１０）を沈殿させるステップをさらに含む請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記無極性非プロトン性有機溶媒の沸点が約２７５°Ｃ〜約３４０°Ｃの範囲にある、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記無極性非プロトン性有機溶媒が、ジオクチルエーテル、ヘキサデカン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル及びトリオクチルアミンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記酸化性物質が、有機第三アミンオキシド、過酸化物、アルキルヒドロペルオキシド、ペルオキシ酸、分子酸素、亜酸化窒素、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記酸化性物質が、少なくとも１つのメチル基を含んだ有機第三アミンオキシドを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記有機第三アミンオキシドがトリメチルアミンオキシドである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の界面活性剤が、無極性非プロトン性有機溶媒に対して第１の濃度にあるようなイオン性ヘッド基、重合性官能基、開始性官能基及び架橋官能基のうちの少なくとも１つを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
前記イオン性ヘッド基が、アルコール、チオール、アミン、有機カルボキシレート、有機スルホナート、有機ホスホネート及び有機ホスフィネートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記重合性官能基が、アルケン、アルキン、ビニル、エポキシド、アジリジン、環状エーテル、環状エステル及び環状アミドのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記開始性官能基が、熱開始剤と光開始剤の一方を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記開始性官能基が、アゾ化合物、水酸化物、過酸化物、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、ハロケトン、ハロエステル、ハロアミド、窒素酸化物、チオカルボニル、チオール、有機コバルト化合物、ケトン及びアミンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記架橋官能基が、チオール、アルデヒド、ケトン、水酸化物、イソシアニド、ハロゲン化アルキル、カルボキシレート、カルボン酸、フェノール、アミン、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤と、少なくとも１つの有機金属化合物とを不活性ガス雰囲気下で３０°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にある温度まで第１の時間間隔にわたって加熱する前記ステップが、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤と、該少なくとも１つの有機金属化合物とを不活性ガス雰囲気下で２７５°Ｃ〜約３１０°Ｃの範囲にある温度まで第１の時間間隔にわたって加熱することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの有機金属化合物が、金属と、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記金属が遷移金属を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記金属が鉄、銅、チタン、マンガン、カドミウム、コバルト、ニッケル、クロム、ガドリニウム、亜鉛、イットリウム、モリブデン及びバナジウムのうちの１つである、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤に少なくとも１つの有機金属化合物を加える前記ステップが、前記酸化性物質の濃度に対する前記金属の濃度の比が約１〜約１０の範囲の値を有するようにして、前記化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤に前記少なくとも１つの有機金属化合物を加えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
前記有機鉄化合物は鉄と少なくとも１つの配位子を含んでおり、該少なくとも１つの配位子は、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２に記載の方法。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの有機遷移金属化合物は遷移金属と少なくとも１つの配位子を含んでおり、該遷移金属が、鉄、銅、チタン、マンガン、カドミウム、コバルト、ニッケル、クロム、ガドリニウム、亜鉛、イットリウム、モリブデン及びバナジウムのうちの１つであると共に、該少なくとも１つの配位子が、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含んでいる、請求項２または３に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の温度が約９０°Ｃ〜約１４０°Ｃの範囲にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の時間間隔が約１５分〜約９０分の範囲にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の温度が約２７５°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項３２】
前記第２の温度が約２７５°Ｃ〜約３１０°Ｃの範囲にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項３３】
前記第２の時間間隔が約３０分〜約２時間の範囲にある、請求項２または３に記載の方法。
【請求項３４】
前記有機鉄化合物は、鉄と、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つと、を含んでいる、請求項３に記載の方法。
【請求項３５】
前記有機第三アミンオキシドは少なくとも１つのメチル基を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項３６】
複数のナノ粒子（１０）を沈殿させる前記ステップが前記溶剤にアルコールとケトンの少なくとも一方を添加することを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項３７】
前記アルコールが少なくとも３個の炭素原子を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記アルコールがイソプロパノールである、請求項３７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は無機材料コアを有するナノ粒子に関する。本発明は、さらに詳細には、単分散ナノ粒子の製造方法に関する。またさらに詳細には、本発明は、結晶性混合スピネルフェライト・コアを有する単分散ナノ粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　ナノテクノロジーは、特に複数のナノ粒子の形成に関して、診断医学、分子イメージング、エレクトロニクスなど多くの分野で用途が見いだされている。磁気ナノ粒子は、磁気記録、薬物送達、生体分子分離の分野で、あるいはセンサとして利用することがある。超常磁性ナノ粒子は、例えば、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）用造影剤内に組み込み、この中で信号発生コア原子核の役目をさせることがある。
【０００３】
　こうしたナノ粒子を合成するために目下のところ使用されている方法には幾つかの欠点がある。これらの方法によって通常得られるナノ粒子は、広範なサイズ分布を有する傾向がある。このため、所望のサイズ分布を有する母集団を得るには少なくとも１つのサイズ調整工程を含めておく必要がある。目下の方法によって得られるナノ粒子は結晶化度も低い。さらに、これらのナノ粒子は、粒子間の大きな相互作用のために凝集する傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
　したがって、複数の単分散結晶性ナノ粒子を単一工程で製造するための合成方法が必要とされている。さらに、凝集を起こしにくい複数の単分散結晶性ナノ粒子を製造する方法も必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　本発明は、その各々が実質的に結晶性の無機コアと該無機コアを実質的に覆っている外側コーティングとを備えている複数の単分散ナノ粒子を製造する方法を提供することによって、これらやその他の要求を満たしている。実施の一形態では、本発明は、結晶性混合スピネルフェライトを含む単分散ナノ粒子を形成する方法を提供する。
【０００６】
　したがって、本発明の態様の１つは、複数の単分散ナノ粒子を形成する方法を提供することである。これら複数のナノ粒子の各々は、ナノ結晶性無機コアと、該ナノ結晶性無機コアを実質的に覆っている少なくとも１つの外側コーティングとを含む。この少なくとも１つの外側コーティングはイオン性安定化材料を含む。本方法は、無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させるステップであって、該第１の界面活性剤は分極可能ヘッド基を有すると共に第１の濃度で存在しているような化合ステップと、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤に少なくとも１つの有機金属化合物を加えるステップと、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤及び該少なくとも１つの有機金属化合物を不活性ガス雰囲気下で約３０°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にある第１の温度まで第１の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１界面活性剤及び無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該少なくとも１つの有機金属化合物と該酸化性物質を反応させ、その各々がナノ結晶性無機コア及び該第１の界面活性剤を備えた少なくとも１つの外側コーティングを備えている複数のナノ粒子を形成させるステップと、を含む。この少なくとも１つの有機金属化合物は、金属及び少なくとも１つの配位子を含む。
【０００７】
　本発明の第２の態様は、その各々が結晶性混合スピネルフェライトを含む複数の単分散ナノ粒子を形成する方法を提供することである。この結晶性混合スピネルフェライトは、第１の酸化状態にある鉄と、この第１の酸化状態と異なる第２の酸化状態にある遷移金属と、を含む。本方法は、無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させるステップであって、該第１の界面活性剤は第１の濃度で存在すると共に分極可能ヘッド基を有しているような化合ステップと、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤を不活性ガス雰囲気下で第１の温度まで加熱するステップと、該第１の温度において該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に有機鉄化合物を加えるステップと、該有機鉄化合物と該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤とを一緒に該第１の温度において第１の時間間隔だけ不活性ガス雰囲気下に維持するステップと、第１の時間間隔の満了後に該第１の温度において一緒にした該有機鉄化合物及び該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に少なくとも１つの有機遷移金属化合物を加えるステップと、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤、該有機鉄化合物、及び該少なくとも１つの有機遷移金属化合物を不活性ガス雰囲気下で第２の温度まで第２の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１の界面活性剤及び該無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該有機鉄化合物、該有機遷移金属化合物及び該酸化性物質を反応させ、その各々が結晶性混合スピネルフェライトを含む複数の単分散ナノ粒子を形成させるステップと、を含む。
【０００８】
　本発明の第３の態様は、複数のナノ粒子を形成する方法を提供することである。この複数のナノ粒子の各々は第１の酸化状態にある鉄及び該第１の酸化状態と異なる第２の酸化状態にある遷移金属を含んだ結晶性混合スピネルフェライトコア、並びに該無機コアを実質的に覆っている少なくとも１つの外側コーティングを含む。本方法は、無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させるステップであって、該第１の界面活性剤は第１の濃度で存在すると共に分極可能ヘッド基を有しているような化合ステップと、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤を不活性ガス雰囲気下で第１の温度まで加熱するステップと、該第１の温度において該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に有機鉄化合物を加えるステップと、該有機鉄化合物と該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤とを一緒に該第１の温度において第１の時間間隔だけ不活性ガス雰囲気下に維持するステップと、第１の時間間隔の満了後に該第１の温度において一緒にした該有機鉄化合物及び該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に少なくとも１つの有機遷移金属化合物を加えるステップと、該化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤、該有機鉄化合物、及び該少なくとも１つの有機遷移金属化合物を不活性ガス雰囲気下で第２の温度まで第２の時間間隔にわたって加熱し、これによって該第１の界面活性剤及び該無極性非プロトン性有機溶媒の存在下で該有機鉄化合物、該有機遷移金属化合物及び該酸化性物質を反応させ、その各々が結晶性混合スピネルフェライトを含む複数の単分散ナノ粒子を形成させるステップと、該溶剤から該複数の単分散ナノ粒子を沈殿させるステップと、を含む。
【０００９】
　本発明に関するこれらその他の態様、利点及び顕著な特徴は、以下の詳細な説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　以下の説明では、図面中の幾つかの図全体を通じて同じ参照符号は同じあるいは対応する部分を表している。さらに、「最上面（ｔｏｐ）」、「最底面（ｂｏｔｔｏｍ）」、「外方に（ｏｕｔｗａｒｄ）」、「内方に（ｉｎｗａｒｄ）」その他の用語は、単語の便宜上使用しているものであって、限定語と解釈すべきではないことを理解されたい。
【００１１】
　図面全体、特に図１を参照すると、これらの図示は、本発明の好ましい実施の一形態を記載する目的であって本発明をこの形態に限定しようとする意図でないことを理解されたい。本発明の方法によって形成させたナノ粒子の断面像の模式図を図１に表している。
【００１２】
　図１を参照すると、ナノ粒子１０は無機コア１２及び外側コーティング１４を含んでいる。無機コア１２は実質的に結晶性の無機材料を含んでいる。このコンテキストにおいて「実質的に結晶性の（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）」とは無機コア１２が少なくとも５０容量パーセント、また好ましくは少なくとも７５容量パーセントの結晶性材料を含むことを意味すると理解されたい。無機コア１２は、最も好ましくは単結晶である。実施の一形態では、無機コア１２は、形状が球形であり、約１ｎｍ〜約１０００ｎｍの範囲の直径を有する。ナノ粒子１０は、Ｐｅｔｅｒ　Ｊｏｈｎ　Ｂｏｎｉｔａｔｅｂｕｓ，Ｊｒ．及びＨａｖｖａ　Ｙａｇｃｉ　Ａｃａｒによる「Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｈａｖｉｎｇ　ａｎ　Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｏｒｅ」と題する米国特許出願第１０／２０８，９４５号（２００２年７月３１日提出）に記載されてる。
【００１３】
　無機コア１２は、当技術分野で周知の元素形態の遷移金属、金属酸化物、超常磁性材料（ただし、これらに限らない）を含め多様な無機材料を含むことがある。例えば、超常磁性材料を含む無機コア１２は、元素鉄、スピネルフェライト（Ｆｅ3Ｏ4）、または一般式ＭＦｅ2Ｏ4（ここでＭは、支配的形態（predominant form）により示される酸化状態（鉄の酸化状態３＋）以外の酸化状態を有する金属）を有する少なくとも１つの混合スピネルフェライトのうちの１つを含むことがある。Ｍの非限定例としては、鉄（鉄の一部で鉄がＦｅ2+を示す、すなわち２＋の酸化状態の鉄が存在する）、銅、チタン、マンガン、カドミウム、コバルト、ニッケル、クロム、ガドリニウム、亜鉛、イットリウム、モリブデン、及びバナジウムが含まれる。
【００１４】
　外側コーティング１４は、該外側コーティング１４が無機コア１２を実質的に覆いかつ囲繞するようにして無機コア１２の外側表面上に配置している。外側コーティング１４は、少なくとも１つの官能基を有するイオン性安定化材料１５を１つ、またはこうしたイオン性安定化材料を複数含んでいる。このイオン性安定化材料は、実施の一形態では、シロキサンを含むことがある。別の実施形態では、イオン性安定化材料１５は、少なくとも１つの官能基を含むような無機コア１２の表面及び少なくとも１つの尾部１８に結合した少なくとも１つのイオン性ヘッド部１６を含んでいる。この少なくとも１つのイオン性ヘッド部は、アルコール、チオール（チオラート類を含む）、アミン、有機カルボキシレート、有機スルホナート、有機ホスホネート、有機ホスフィネートのうちの少なくとも１つを含む。外側コーティング１４は、ある無機コア１２が別の無機コアと接触するのを防止し、複数のナノ粒子１０の凝集を防ぐ役割を果たす。外側コーティング１４の成分は最終的に、無機コア１２に対してより恒久的な「シェル（ｓｈｅｌｌ）」を提供するような反応、あるいは診断用途（ただしこれに限らない）など具体的な用途に適応させた別の材料による置換を受けることがある。
【００１５】
　ナノ粒子１０の一例を図７に示す。無機コア１２は、結晶性混合鉄酸化物（γ−Ｆｅ2Ｏ3）1-y（Ｆｅ3Ｏ4）yを含む。外側コーティング１４は、１０−ウンデセナートを含んでおり、無機コア１２に結合させている。
【００１６】
　本発明は、単分散結晶性ナノ粒子の形成のための非水成合成法を提供する。遷移金属カルボニル化合物（ただしこれに限らない）などの有機金属前駆材料は溶剤中で、かつ界面活性剤及び酸化性物質が存在する状態で熱分解させる。この有機金属前駆物質は、界面活性剤及び酸化性物質を含んだ無極性非プロトン性溶媒に対して適当な化学量論比で加える。
【００１７】
　本発明の一態様は、複数の結晶性ナノ粒子を形成する方法１００であって、該ナノ粒子の各々は無機コア１２と、上で開示したように該無機コア１２の外側表面上で無機コア１２を実質的に覆いかつ囲繞するように配置している少なくとも１つの外側コーティング１４と、を含むような方法１００を提供することである。方法１００の流れ図を図２に示す。
【００１８】
　図２を参照すると、ステップＳ１０は、無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１の界面活性剤を化合させることを含む。実施の一形態では、この無極性非プロトン性溶媒は複数のナノ粒子を形成させる温度では熱的に安定しており、また実施の一形態では、その無極性非プロトン性溶媒の沸点は約２７５°Ｃ〜約３４０°Ｃの範囲にある。適当な無極性非プロトン性溶媒としては、ジオクチルエーテル、ヘキサデカン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（「テトラグリム」ともいう）及びトリオクチルアミンが含まれるが、これらに限るものではない。この無極性非プロトン性溶媒は、具体的な実施の一形態では、互いに結合させた少なくとも６個の飽和炭素原子を備えた少なくとも１つの炭素鎖を含むことがある。この酸化性物質は、有機第三アミンオキシド、過酸化物、アルキルヒドロペルオキシド、ペルオキシ酸、分子酸素、亜酸化窒素、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。実施の一形態では、その酸化性物質は、少なくとも１つのメチル基を有する有機第三アミンオキシドを含む。こうした酸化性物質の非限定の一例はトリメチルアミンオキシドである。
【００１９】
　この第１の界面活性剤は、イオン性ヘッド基、重合性官能基、開始性官能基及び架橋官能基のうちの少なくとも１つを含む。無極性非プロトン性有機溶媒には、該無極性非プロトン性溶媒内で第１の界面活性剤が第１の濃度をなすような量の第１の界面活性剤を加える。このイオン性ヘッド基は、アルコール、チオール（チオラート類を含む）、アミン、有機カルボキシレート、有機スルホナート、有機ホスホネート及び有機ホスフィネートのうちの少なくとも１つを含む。この重合性官能基は、アルケン、アルキン、ビニル（アクリル類やスチレン類を含む）、エポキシド、アジリジン、環状エーテル、環状エステル及び環状アミドのうちの少なくとも１つを含むことがある。この開始性官能基は、アゾ化合物、水酸化物、過酸化物、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、ハロケトン、ハロエステル、ハロアミド、窒素酸化物、チオカルボニル、チオール、有機コバルト化合物、ケトン及びアミン（ただしこれらに限らない）など熱開始剤と光開始剤のうちの少なくとも一方を含むことがある。この架橋官能基は、チオール、アルデヒド、ケトン、水酸化物、イソシアニド、ハロゲン化アルキル、カルボキシレート、カルボン酸、フェノール、アミン、並びにこれらの組み合わせのうちの１つとすることがある。
【００２０】
　ステップＳ１２では、化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に少なくとも１つの有機金属化合物を加える。この少なくとも１つの有機金属化合物は、少なくとも１つの金属及び少なくとも１つの配位子を含む。この金属は鉄、ニッケル、銅、チタン、カドミウム、コバルト、クロム、マンガン、バナジウム、イットリウム、亜鉛及びモリブデン（ただしこれらに限らない）などの遷移金属、あるいはガドリニウムなどその他の金属を含むことがある。少なくとも１つの配位子は、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことがある。この少なくとも１つの有機金属化合物の非限定の例には、鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）、コバルトカルボニル（Ｃｏ2（ＣＯ）8）及びマンガンカルボニル（Ｍｎ2（ＣＯ）10）が含まれる。実施の一形態では、非プロトン性溶媒に加える少なくとも１つの有機金属化合物の量は、酸化性物質の濃度に対するこの少なくとも１つの有機金属化合物の濃度の比が約１〜約１０の範囲にある値となるような量とする。
【００２１】
　実施の一形態では、ステップＳ１２は化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に第１の有機金属化合物を加えるステップを含むことがある。化合させた第１の有機金属化合物、無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤は次いで、不活性ガス雰囲気下である温度まである時間間隔にわたって予備加熱する。この予備加熱により第１の有機金属化合物内の金属陽イオンから配位子を除去させるような反応が駆動される。予備加熱は、気体反応副生成物の除去も行っている。実施の一形態では、化合させた第１の有機金属化合物、無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤を、約９０°Ｃ〜約１４０°Ｃの範囲のある温度まで約１５分〜約９０分の範囲の時間間隔にわたって予備加熱している。
【００２２】
　ステップＳ１４では、該化合させた無極性非プロトン性溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤と該少なくとも１つの有機金属化合物とを、不活性ガス雰囲気下で第１の温度まで加熱し、この第１の温度において第１の時間間隔にわたって維持する。この時点で、この少なくとも１つの有機金属化合物は第１の界面活性剤及び無極性非プロトン性溶媒の存在下で酸化性物質と反応して複数のナノ粒子を形成する。このナノ粒子１０の各々は、ナノ結晶性無機コア１２と、該無機コア１２の外側表面上に配置されると共に該ナノ結晶性無機コア１２を実質的に覆いかつ囲繞している第１の界面活性剤を含む少なくとも１つの外側コーティング１４と、を備えている。
【００２３】
　化合させた無極性非プロトン性溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤と少なくとも１つの有機金属化合物とをＳ１４において加熱して到達させる第１の温度は、非プロトン性溶媒に加える少なくとも１つの有機金属化合物の相対熱安定度に応じて決まる。この第１の温度は約３０°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にある。実施の一形態では、その第１の温度は約２７５°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にあり、また好ましくは約２７５°Ｃ〜約３１０°Ｃの範囲にある。第１の時間間隔の長さは、非プロトン性溶媒に加える具体的な有機金属化合物及び酸化性物質に応じて約３０分〜約２時間とすることがある。
【００２４】
　実施の一形態では、方法１００はさらに、無極性非プロトン性溶媒から複数のナノ粒子を沈殿させるステップを含むことがある。この複数のナノ粒子の沈殿は、無極性非プロトン性溶媒にアルコールとケトンの少なくとも一方を添加することによって達成させることができる。メタノールやエタノール（ただしこれらに限らない）などのアルコールを用いることができる。イソプロパノールなど少なくとも３個の炭素原子を有するアルコールが好ましく、これらを使用すると生成される凝集の程度が最小となる傾向がある。この沈殿ステップにおいて、アセトン（ただしこれに限らない）などのケトンをアルコールと一緒に、あるいはアルコールと別に使用することもある。
【００２５】
　別の実施形態では、方法１００はさらにまた、外側コーティング１４内で第１の界面活性剤を第２の界面活性剤に置き換える（すなわち、置換させる）ステップを含むことがある。第２の界面活性剤による第１の界面活性剤の置換は部分的に完了させる場合もある。複数のナノ粒子を形成させた後、無極性非プロトン性溶媒に第２の界面活性剤を添加し、無極性非プロトン性溶媒内で第２の界面活性剤が第１の界面活性剤の第１の濃度を超える第２の濃度で存在するようにする。この第２の界面活性剤は重合性官能基、開始性官能基及び架橋官能基のうちの少なくとも１つを含み、また第１の界面活性剤と異なるようにする。第２の界面活性剤に対して適当な重合性官能基、開始性官能基及び架橋官能基は、第１の界面活性剤に対して適当であるとして本明細書ですでに記載した官能基と同じである。
【００２６】
　幾つかの例では、第１の濃度と第２の濃度との差は、複数のナノ粒子の各々の外側コーティング１４において第２の界面活性剤による第１の界面活性剤の置換を駆動させるだけの十分な大きさとする。実施の一形態では、その第２の界面活性剤による第１の界面活性剤の置換はさらに、複数のナノ粒子を含んだ無極性非プロトン性溶媒を第２の温度まで第２の時間間隔にわたって加熱することを含む。この第２の温度は約２５°Ｃ〜約８０°Ｃの範囲にあり、かつ第２の時間間隔は約１時間であることが好ましい。
【００２７】
　方法１００は、複数のナノ粒子の各々の外側コーティング１４において第２の界面活性剤により第１の界面活性剤を完全または部分的のいずれかにより置換し、続いてこの複数のナノ粒子を沈殿させることを含むことがあることを理解されたい。
【００２８】
　図３に示す具体的な実施の一形態では、本発明は、その各々が結晶性混合スピネルフェライト・コア１２と該結晶性混合スピネルフェライト・コアの外側表面上に配置した外側コーティング１４とを備えるような複数の単分散ナノ粒子１０を形成させる方法２００を提供する。この結晶性混合スピネルフェライト・コアは、第１の酸化状態にある鉄と、該第１の酸化状態と異なる第２の酸化状態にある遷移金属と、を含む。
【００２９】
　方法２００のステップＳ２０では、酸化性物質及び第１の界面活性剤を無極性非プロトン性有機溶媒と化合させる。実施の一形態では、その無極性非プロトン性溶媒は複数のナノ粒子を形成させる温度において熱的に安定であり、また実施の一形態では、その無極性非プロトン性溶媒の沸点は約２７５°Ｃ〜約３４０°Ｃの範囲にある。適当な無極性非プロトン性溶媒としては、ジオクチルエーテル、ヘキサデカン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（「テトラグリム」ともいう）及びトリオクチルアミンが含まれる、ただしこれらに限るものではない。無極性非プロトン性溶媒は、具体的な実施の一形態では、互いに結合した少なくとも６個の飽和炭素原子を備えた少なくとも１つの炭素鎖を含むことがある。この酸化性物質は、有機第三アミンオキシド、過酸化物、アルキルヒドロペルオキシド、ペルオキシ酸、分子酸素、亜酸化窒素、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。実施の一形態では、その酸化性物質は少なくとも１つのメチル基を備えた有機第三アミンオキシドを含む。こうした酸化性物質の非限定の一例はトリメチルアミンオキシドである。この第１の界面活性剤はイオン性ヘッド基、重合性官能基、開始性官能基及び架橋官能基のうちの少なくとも１つを含む。無極性非プロトン性有機溶媒には、該無極性非プロトン性溶媒内に第１の界面活性剤の第１の濃度を生成させるような量の第１の界面活性剤を加える。第１の界面活性剤に対して適当な重合性官能基、開始性官能基及び架橋官能基は本明細書ですでに記載した官能基と同じである。
【００３０】
　ステップＳ２２は、化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤を不活性ガス雰囲気下で第１の温度まで加熱することを含む。実施の一形態では、その第１の温度は約９０°Ｃ〜約１４０°Ｃの範囲にある。次いで、この第１の温度において、化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤に有機鉄化合物を加える（ステップＳ２４）。この有機鉄化合物は、化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤と一緒に、第１の時間間隔にわたり第１の温度で不活性ガス雰囲気下で維持させる（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、酸化性物質の存在下で有機鉄化合物から配位子を除去しており、したがってこの第１の時間間隔はこの除去が完成するだけの十分な持続時間とする。実施の一形態では、その第１の時間間隔は約１５分〜約９０分とすることがある。
【００３１】
　有機鉄化合物は、鉄と少なくとも１つの配位子を含む。実施の一形態では、その少なくとも１つの配位子は、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。こうした有機鉄化合物の非限定の一例は鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）である。
【００３２】
　第１の時間間隔の満了後、第１の温度において一緒にした有機鉄化合物と化合させた無極性非プロトン性有機溶媒、酸化性物質、第１界面活性剤（ステップＳ２６）に少なくとも１つの有機遷移金属化合物を添加して、これらと化合させる。この少なくとも１つの有機遷移金属化合物は、遷移金属と少なくとも１つの配位子を含む。実施の一形態では、その遷移金属は、鉄、ニッケル、銅、チタン、カドミウム、コバルト、クロム、マンガン、バナジウム、イットリウム、亜鉛及びモリブデンのうちの１つを含む。有機遷移金属化合物の代わりに、ガドリニウムなど別の金属の有機化合物を用いることもできる。この少なくとも１つの配位子は、カルボニル基、シクロオクタジエニル基、有機ホスフィン基、ニトロシル基、シクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、π酸配位子、ニトロキシ基、並びにこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む。この少なくとも１つの有機遷移金属化合物の非限定例としては、コバルトカルボニル（Ｃｏ2（ＣＯ）8）やマンガンカルボニル（Ｍｎ2（ＣＯ）10）が含まれる。
【００３３】
　ステップＳ３０では、ここで互いに化合させた少なくとも１つの有機遷移金属化合物、有機鉄化合物、無極性非プロトン性溶媒、酸化性物質及び第１界面活性剤を第２の温度まで加熱し、該第２の温度で第２の時間間隔にわたって維持させる。第２の温度において有機鉄化合物は少なくとも１つの有機遷移金属化合物と反応し複数の単分散ナノ粒子が形成される。この複数の単分散ナノ粒子の各々は、結晶性混合スピネルフェライト・コア１２と、該結晶性混合スピネルフェライト・コアの外側表面上に配置した第１の界面活性剤を含んだ外側コーティング１４と、を含む。例えばステップＳ２８において、鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）がコバルトカルボニル（Ｃｏ2（ＣＯ）8）と反応し結晶性コバルト鉄スピネルフェライトＣｏＦｅ2Ｏ4を含むナノ粒子を形成させることがある。別法としてステップＳ２８において、鉄カルボニルがマンガンカルボニル（Ｍｎ2（ＣＯ）10）と反応し結晶性マンガン鉄スピネルフェライトＭｎＦｅ2Ｏ4を含むナノ粒子を形成させることがある。少なくとも１つの有機遷移金属化合物が鉄カルボニルを含む場合には、結晶性混合鉄酸化物（γ−Ｆｅ2Ｏ3）1-y（Ｆｅ3Ｏ4）yを含むようなナノ粒子が形成される。
【００３４】
　実施の一形態では、その第２の温度は約２７５°Ｃ〜約４００°Ｃの範囲にある。第２の実施形態では、その第２の温度は約２７５°Ｃ〜約３１０°Ｃの範囲にある。実施の一形態では、その第２の時間間隔は約３０分〜約２時間の範囲とすることがある。
【００３５】
　複数のナノ粒子は、ステップＳ３２において、無極性非プロトン性溶媒にアルコールとケトンの少なくとも一方を添加することによって無極性非プロトン性溶媒から沈殿させる。メタノールやエタノール（ただしこれらに限らない）などのアルコールを用いることができる。イソプロパノールなど少なくとも３個の炭素原子を有するアルコールが好ましく、これを使用すると生成される凝集の程度が最小限となる傾向がある。この沈殿ステップでは、アルコールと一緒あるいはアルコールと別に、アセトン（ただしこらに限らない）などのケトンを用いることもできる。
【００３６】
　方法２００ではさらにまた、本明細書ですでに記載したように、外側コーティング１４内で第１の界面活性剤を第２の界面活性剤に置き換える（すなわち、置換させる）ステップを含むことがある。第２の界面活性剤による第１の界面活性剤の置換は部分的に完了させる場合もある。別法として、方法２００はさらに、本明細書ですでに記載したように、無極性非プロトン性溶媒から複数のナノ粒子を沈殿させるステップを含むことがある。最後に、方法２００はさらに、複数のナノ粒子の各々の外側コーティング１４において第２の界面活性剤によって第１の界面活性剤を置換し、続いて複数のナノ粒子を沈殿させることを含むことがある。
【００３７】
　方法１００及び２００で生成される複数のナノ粒子は単分散性である、すなわち、そのナノ粒子はサイズ及び形状が実質的に同じである。例えば、本明細書に記載した方法を用いて生成した混合鉄酸化物（γ−Ｆｅ2Ｏ3）1-y（Ｆｅ3Ｏ4）yナノ粒子では、直径のばらつきは約１０％（５ｎｍ±０．５ｎｍ）を示している。同様に、本明細書に記載した方法を用いて生成したマンガン鉄スピネルフェライトＭｎＦｅ2Ｏ4ナノ粒子では、直径のばらつきは約１０％（１０．６ｎｍ±１．１６ｎｍ）を示している。
【００３８】
　本発明の特徴及び利点を例証するために以下の実施例が役に立とう。
【００３９】
（実施例１）
　トリメチルアミン−Ｎ−オキシド（７．５９ミリモル（ｍｍｏｌ））、ラウリン酸（４．５４ｍｍｏｌ）及び１０ｍｌの脱酸素化ヘキサデカンをそれぞれ個々に脱水させた混合物をグローブボックス内で不活性雰囲気下で５０ｍｌの２枝Ｓｃｈｌｅｎｋフラスコに加えた。このフラスコはＳｃｈｌｅｎｋ真空に取り付け、また柱状還流冷却器アセンブリをＮ２ブランケット下に取り付けた。この混合物は活発に撹拌して均一化し約１００°Ｃまで加熱した。
【００４０】
　次いで約１．０１ミリモル（ｍｍｏｌ）の鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）を、約１００°Ｃ〜約１０５°Ｃの範囲の温度にあるゆっくりと撹拌した反応溶液に添加し、瞬時に活発な反応を得た。鉄カルボニルの添加を終了させると、激しい反応は１分未満で収まった。次いでこの反応混合物をＮ2下で約１２０°Ｃ〜約１３０°Ｃの範囲の温度まで加熱し、活発に撹拌しながらこの温度で１時間維持した。
【００４１】
　次いで、この反応混合物に約０．２５ｍｍｏｌのコバルトカルボニル（Ｃｏ2（ＣＯ）8）を添加すると、溶液の色は青みがかった深紫色（ｒｏｙａｌ　ｐｕｒｐｌｅ）となった。反応混合物が環流できるようにするため、この反応混合物の温度を約３００°Ｃまで急速に上昇させた。約３００°Ｃで１時間にわたって環流及び撹拌した後では、反応混合物の色は黒く変わって見えた。次いでこの反応混合物を室温まで冷却し、この反応混合物に過剰量のエタノールを添加し、黒色の沈殿を得た。この沈殿は遠心分離によって分離させて収集した。次いで収集した黒色の粉体をエタノール／アセトン混合液を用いて洗浄し乾燥させた。結晶構造、組成物及び粉体の粒子サイズ分析は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）イメージング、エネルギー分散性Ｘ線（ＥＤＸ）元素分析、Ｘ線吸収分光法（ＸＡＳ）、及び選択エリア電子線回折／Ｘ線回折（ＳＡＥＤ−ＸＲＤ）結晶対称パターン・インデクシングにより得た。得られた粉体はそれぞれが約５ｎｍの粒子サイズを有する単分散スピネル構造のコバルト鉄酸化物（ＣｏＦｅ2Ｏ4）ナノ結晶を含むことが分かった。得られたＣｏＦｅ2Ｏ4ナノ結晶のＴＥＭ画像を図４ａに示し、またＣｏＦｅ2Ｏ4ナノ結晶の立方スピネル結晶構造を表したＳＡＥＤ−ＸＲＤ回折パターンを図４ｂに図示している。
【００４２】
（実施例２）
　トリメチルアミン−Ｎ−オキシド（７．６０ｍｍｏｌ）、ラウリン酸（４．５６ｍｍｏｌ）及び７ｍｌの脱酸素化ジオクチルエーテルをそれぞれ個々に脱水させた混合物をグローブボックス内で不活性雰囲気下で５０ｍｌの２枝Ｓｃｈｌｅｎｋフラスコに加えた。このフラスコはＳｃｈｌｅｎｋ真空ラインに取り付け、また柱状還流冷却器アセンブリをＮ2ブランケット下に取り付けた。この混合物は活発に撹拌して均一化し約１００°Ｃまで加熱した。
【００４３】
　次いで約１．５２ｍｍｏｌの鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）を、約１００°Ｃ〜約１０５°Ｃの範囲の温度にあるゆっくりと撹拌した反応溶液に添加し、瞬時に活発な反応を得た。鉄カルボニルの添加を終了させると、激しい反応は１分未満で収まった。次いでこの反応混合物をＮ2下で約１２０°Ｃ〜約１３０°Ｃの範囲の温度まで加熱し、活発に撹拌しながらこの温度で１時間維持した。
【００４４】
　次いで、この反応混合物に約０．３８ｍｍｏｌのマンガンカルボニルＭｎ2（ＣＯ）10を添加した。反応混合物が環流できるようにするため、この反応混合物の温度を約３００°Ｃまで急速に上昇させた。約３００°Ｃで１時間にわたって環流及び撹拌した後では、反応混合物の色は黒くなった。次いでこの反応混合物を室温まで冷却し、この反応混合物に過剰量のエタノールを添加し、黒色の沈殿を得た。この沈殿は遠心分離によって分離させて収集した。次いで収集した黒色の粉体をエタノール／アセトン混合液を用いて洗浄し乾燥させた。結晶構造、組成物及び粉体の粒子サイズ分析は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）イメージング、エネルギー分散性Ｘ線（ＥＤＸ）元素分析、Ｘ線吸収分光法（ＸＡＳ）、及び選択エリア電子線回折／Ｘ線回折（ＳＡＥＤ−ＸＲＤ）結晶対称パターン・インデクシングにより得た。得られた粉体はそれぞれが約１０．６ｎｍ±１．６８ｎｍの粒子サイズを有する単分散スピネル構造のマンガン鉄酸化物（ＭｎＦｅ2Ｏ4）ナノ結晶を含むことが分かった。図５ａ及び５ｂはそれぞれ、ＭｎＦｅ2Ｏ4ナノ結晶のＴＥＭ画像とＭｎＦｅ2Ｏ4ナノ結晶の立方スピネル結晶構造を表したＳＡＥＤ−ＸＲＤ回折パターンとを含んでいる。
【００４５】
（実施例３）
　トリメチルアミン−Ｎ−オキシド（７．６０ｍｍｏｌ）、ラウリン酸（４．５６ｍｍｏｌ）及び７ｍｌの脱酸素化ジオクチルエーテルをそれぞれ個々に脱水させかつ脱酸素化させた混合物を不活性雰囲気下で５０ｍｌの２枝Ｓｃｈｌｅｎｋフラスコに加えた。このフラスコはＳｃｈｌｅｎｋ真空ラインに取り付け、また柱状還流冷却器アセンブリをＮ2ブランケット下に取り付けた。この混合物は活発に撹拌して均一化し約１００°Ｃまで加熱した。
【００４６】
　次いで約１．５２ｍｍｏｌの鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）を、約１００°Ｃ〜約１０５°Ｃの範囲の温度にあるゆっくりと撹拌した反応溶液に添加し、瞬時に活発な反応を得た。鉄カルボニルの添加を１分未満で終了させると、激しい反応は収まった。次いでこの反応混合物をＮ2下で約１２０°Ｃ〜約１３０°Ｃの範囲の温度まで加熱し、活発に撹拌しながらこの温度で１時間維持した。
【００４７】
　次いで、この反応混合物に約０．７６ｍｍｏｌの鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）5）を添加した。反応混合物が環流できるようにするため、この反応混合物の温度を約３００°Ｃまで急速に上昇させた。約３００°Ｃで１時間にわたって環流及び撹拌した後では、反応混合物の色は黒くなった。次いでこの反応混合物を室温まで冷却し、この反応混合物に等体積のイソプロピルアルコールを添加し、黒色の沈殿を得た。この沈殿は遠心分離によって分離させ、磁気デカンテーションによって収集した。粒子はトルエンやオクタン中に容易に分散し、均一な溶液を形成した。結晶構造、組成物及び粉体の粒子サイズ分析は、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）イメージング、エネルギー分散性Ｘ線（ＥＤＸ）元素分析、Ｘ線吸収分光法（ＸＡＳ）、及び選択エリア電子線回折／Ｘ線回折（ＳＡＥＤ−ＸＲＤ）結晶対称パターン・インデクシングにより得た。得られた粉体はそれぞれが約１０ｎｍ±１ｎｍの粒子サイズを有する単分散スピネル構造の混合鉄酸化物（γ−Ｆｅ2Ｏ3）1-y（Ｆｅ3Ｏ4）yナノ結晶を含むことが分かった。得られた（γ−Ｆｅ2Ｏ3）1-y（Ｆｅ3Ｏ4）yナノ結晶のＴＥＭ画像を図６に示す。
【００４８】
　例示の目的で典型的な実施形態を列挙してきたが、以上の説明は本発明の趣旨を限定するものと見なすべきではない。したがって、当業者であれば本発明の精神及び趣旨を逸脱することなく様々な修正、適応及び代替が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の方法によって形成させたナノ粒子の断面の模式図である。
【図２】複数のナノ粒子の形成方法を表した流れ図である。
【図３】結晶性混合スピネルフェライト・コアを有する複数のナノ粒子の形成方法を表した流れ図である。
【図４ａ】本発明の方法によって精製したコバルト鉄酸化物ナノ粒子の透過電子顕微鏡画像である。
【図４ｂ】本発明の方法によって精製したコバルト鉄酸化物ナノ粒子のＸ線回折パターンである。
【図５ａ】本発明の方法によって精製したマンガン鉄酸化物ナノ粒子の透過電子顕微鏡画像である。
【図５ｂ】本発明の方法によって精製したマンガン鉄酸化物ナノ粒子の選択エリア電子線回折パターンである。
【図６】本発明の方法によって精製したスピネル構造混合鉄酸化物ナノ結晶の透過電子顕微鏡画像である。
【図７】外側コーティングを有するスピネル構造混合鉄酸化物ナノ結晶の高分解能透過電子顕微鏡画像である。
【符号の説明】
【００５０】
　１０　ナノ粒子
　１２　無機コア
　１４　外側コーティング
　１５　イオン性安定化材料
　１６　イオン性ヘッド部
　１８　尾部
【図１】
2004067508.tif 000003
【図２】
2004067508.tif 000004
【図３】
2004067508.tif 000005
【図４ｂ】
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【図４ａ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
2004067508.tif 000009
【図６】
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【図７】
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