Словарь нанотехнологий
Суперпарамагнетизм

Суперпарамагнетизм

Термин

суперпарамагнетизм

Термин на английском

superparamagnetism

Связанные термины

биосовместимые покрытия, нанофармакология, доставка лекарственных средств, парамагнетизм, ферромагнетизм, ферромагнетик, наночастицы терапевтические , магнитная жидкость

Определение

квазипарамагнитное поведение веществ и материалов, состоящих из наноразмерных ферро- или ферримагнитных частиц, слабо взаимодействующих друг с другом.

Описание

При температурах ниже точки Кюри или точки Нееля ферро- и ферримагнетики  переходят из парамагнитного в ферро- или ферримагнитное состояние. Если же частицы такого материала изолированы, а их линейные размеры не превышают величины 1-10 нм,  которая различна для разных материалов, то благодаря тепловым флуктуациям направление их преимущественной намагниченности и при этих температурах будет хаотически изменяться подобно тому, как меняется  направление магнитных моментов атомов или ионов в парамагнетике под воздействием теплового движения. В результате система малых частиц ведёт себя в магнитных полях и при изменении температуры подобно парамагнитному газу из N атомов (N - число однодоменных частиц, каждая из которых обладает магнитным моментом М). Для неё выполняется закон Кюри в слабых магнитных полях и формула Ланжевена для намагниченности в области магнитного насыщения.

Намагниченность суперпарамагнетиков может быть во много раз больше намагниченности обычных парамагнетиков. Чтобы векторы намагниченности частиц хаотически меняли свою пространственную ориентацию, энергия теплового движения kT (где k - постоянная Больцмана, Т - температура) должна быть больше энергии магнитной анизотропии частицы KV (где К - константа анизотропии, V - объём частицы). Понижение температуры приводит к уменьшению энергии теплового движения, и ниже температуры блокировки Т_б, значение которой зависит как от вида материала, так и от размера частиц, изменение направления преимущественной намагниченности перестает быть хаотичным, и частицы начинают вести себя как обычные крупнокристаллические ферро- и ферримагнетики.

Типичными представителями суперпарамагнитных систем являются малые частицы Со, выделяющиеся при распаде твёрдого раствора Сu - Со (2% Со), мелкие выделения Fe в латуни (0,1% Fe), Сu в Mn, Ni в Аu, а также некоторые антиферромагнитные оксиды.

Авторы

• Гудилин Евгений Алексеевич, д.х.н.
• Шляхтин Олег Александрович, к.х.н.

Ссылки

1. Звездин А.К., Звездин К.А. Суперпарамагнетизм сегодня: магниты-карлики на пути в мир квантов // Природа - №9, 2001 - С. 9-18
2. Суперпарамагнетизм / Википедия URL: ru.wikipedia.org/wiki/Суперпарамагнетизм

Разделы

Объекты традиционных технологий («нанопорошки», нанопористые материалы, золи, гели, эмульсии, наногетерогенные полимеры и т.д.)

Наночастицы в твердых, полимерных или жидкокристаллических матрицах

Нанотехнологии и наноматериалы в медицине (диагностика, системы доставки лекарств, эксипиенты, восстановление тканей и органов, другое)