13.2.2 Nanoparticle Application by Spray . . . . . . . . . . . . . . . 312
13.2.3 Nanoparticle Application by the Roots . . . . . . . . . . . . . 313
13.3 Interaction of Silica Coated Magnetic Nanoparticles with
Pathogenic Fungi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
13.3.1 Internalization of Fe 3 O 4 @SiO 2 Nanoparticles by
Fungal Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
13.3.2 Fe 3 O 4 @SiO 2 Nanoparticle Toxicity on F. Oxysporum
Hyphal Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
13.4 Summary and Persperctives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
14 Medical Applications of Magnetic Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . 327
Matteo Avolio, Claudia Innocenti, Alessandro Lascialfari,
Manuel Mariani, and Claudio Sangregorio
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
14.2 Magnetic Resonance Imaging and Magnetic Fluid
Hyperthermia: An Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
14.3 Physical Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
14.3.1 Magnetic Resonance Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
14.3.2 Magnetic Fluid Hyperthermia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
14.4 Design of MNPs as Contrast Agents and Heat Mediators . . . . . 336
14.5 Clinical Applications: State of the Art and Perspectives . . . . . . 342
14.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
15 Smart Platforms for Biomedical Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Tarun Vemulkar and Russell P. Cowburn
15.1 Colloidally Synthesized Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
15.1.1 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
15.2 Lithographically Defined Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
15.2.1 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
15.3 Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
15.3.1 Exploring the Potential of MPI In Vivo for the First
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
15.3.2 Fuller Treatments of Hyperthermia in Nanoparticle
Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
15.3.3 The Top-Down Engineering of Application Specific
Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
15.3.4 Magnetically Driven Labs-On-Chips . . . . . . . . . . . . . . 367
15.4 Future Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
16 Magnetic Fluids for Thermoelectricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Sawako Nakamae
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
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Contents
13.2.3 Nanoparticle Application by the Roots . . . . . . . . . . . . . 313
13.3 Interaction of Silica Coated Magnetic Nanoparticles with
Pathogenic Fungi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
13.3.1 Internalization of Fe 3 O 4 @SiO 2 Nanoparticles by
Fungal Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316
13.3.2 Fe 3 O 4 @SiO 2 Nanoparticle Toxicity on F. Oxysporum
Hyphal Cells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
13.4 Summary and Persperctives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
14 Medical Applications of Magnetic Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . 327
Matteo Avolio, Claudia Innocenti, Alessandro Lascialfari,
Manuel Mariani, and Claudio Sangregorio
14.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
14.2 Magnetic Resonance Imaging and Magnetic Fluid
Hyperthermia: An Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
14.3 Physical Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
14.3.1 Magnetic Resonance Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
14.3.2 Magnetic Fluid Hyperthermia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
14.4 Design of MNPs as Contrast Agents and Heat Mediators . . . . . 336
14.5 Clinical Applications: State of the Art and Perspectives . . . . . . 342
14.6 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
15 Smart Platforms for Biomedical Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Tarun Vemulkar and Russell P. Cowburn
15.1 Colloidally Synthesized Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
15.1.1 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354
15.2 Lithographically Defined Particles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
15.2.1 Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
15.3 Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
15.3.1 Exploring the Potential of MPI In Vivo for the First
Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
15.3.2 Fuller Treatments of Hyperthermia in Nanoparticle
Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
15.3.3 The Top-Down Engineering of Application Specific
Nanoparticles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
15.3.4 Magnetically Driven Labs-On-Chips . . . . . . . . . . . . . . 367
15.4 Future Perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
16 Magnetic Fluids for Thermoelectricity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Sawako Nakamae
16.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
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