在汽车、能源、化工、电子等多个领域中,强化传热技术已经被广泛应用,其中传热介质占据着非常重要的地位。随着科学技术的不断发展,常见的传热介质如水、油、乙二醇等无机或有机溶剂已经无法满足高效传热需求,纳米流体比传统的导热介质有更高的导热系数,纳米粒子的微小尺寸能减小传热界面的摩擦系数,纳米流体的优点使得传热界面热阻进一步降低,使其在传热强化领域显示出巨大的应用前景。本论文创新性地研究具有核壳结构的碳包铁纳米粒子,及其与生理盐水制成的纳米流体。采用真空石墨电弧法制备了粒径均匀的碳包铁纳米粒子,并且对纳米粒子的核壳结构进行表征,并且从晶体成核理论探讨其结构形成原因；采用生理盐水为基液,添加不同质量分数的碳包铁纳米粒子和不同类型的表面活性剂,经过适当时间超声分散,最后调节流体的pH值后形成碳包铁纳米流体。探讨了影响纳米流体分散稳定性的主要因素,研究添加不同质量分数纳米粒子的流体导热系数,结果表明：碳与铁原子在不同溶解度下的析出效应和晶体生长机制差异是形成核壳结构碳包铁纳米粒子的主要原因；超声分散时间、流体pH值与表面活性剂种类是影响纳米流体分散稳定性的重要因素；纳米流体导热系数随纳米粒子的质量分数变化,但它们之间呈非线性关系,当添加表面活性剂PVP的碳包铁纳米粒子质量分数为0.11%时达到最高0.94W/(m-K)。目前对于纳米流体的应用研究主要集中在其高效导热性能方面上的应用,并以工业强化传热应用为主。而本实验研究把纳米流体应用于近年来发展迅速的原发性肝癌的治疗方法——射频消融手术医学应用方面上。原发性肝癌(以下简称肝癌)是严重威胁人民健康的恶性疾病之一。以射频消融为代表的局部治疗方法具有适应症广、创伤小、恢复快等多方面优势,是肝癌治疗的重要手段之一。临床数据研究表明：RFA对范围≤3.0cm的小肝癌的疗效与手术切除相近；而对于较大范围的肝癌则反复多次治疗,且疗效欠佳。增大消融范围是提高和保证RFA疗效的关键。本论文创新性地将碳包铁纳米流体用于猪肝射频消融实验,发现碳包铁纳米流体比生理盐水有更佳的传热效果和更大消融范围,消融效果的提高幅度与纳米流体的纳米粒子质量分数和导热系数有关,其消融横截面积比生理盐水扩大达56%。本论文还针对目前对纳米材料药物毒性研究还处于较缺乏的现状,在SD大鼠体内进行了碳包铁纳米流体的急性毒性实验。对碳包铁纳米流体在SD大鼠体内的急性毒性的研究发现,在低剂量肝脏注入纳米流体的情况下,SD大鼠的肝功能与血液系统并未受到太大影响。