什么是超顺磁性,超顺磁性是什么 什么是超顺磁性,产生超顺磁性的原因

什么是超顺磁性,超顺磁性是什么?

超顺磁性(Superparamagnetism)是指颗粒小于临界尺寸时具有单畴结构的铁磁物质,在温度低于居里温度且高于转变温度(BlockTemperature)时表现为顺磁性特点,但在外磁场作用下其顺磁性磁化率远高于一般顺磁材料的磁化率,称为超顺磁性。

临界尺寸与温度、材料有关,铁磁性转变成超顺磁性的温度常记为TB,称为转变温度。

超顺磁性随磁场的变化关系不存在磁滞现象,这与一般顺磁性相同。

但在整个颗粒内存在自发磁化,即各原子磁矩的取向基本一致,只是整体磁矩的取向因受热运动的作用而随时在变化。

在转变温度以下时,颗粒的磁矩沿各向异性的易轴方向取向,故整个材料表现为铁磁性。 超顺磁性定义: 超顺磁性(superparamagnetism):如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体,对于每一个颗粒而言,由于磁性原子或离子之间的交换作用很强,磁矩之间将平行取向,而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上,但是颗粒之间由于易磁化方向不同,磁矩的取向也就不同。

现今,如果进一步减小颗粒的尺寸即体积,因为总的磁晶各向异性能正比于K1V,热扰动能正比于kT(K1是磁晶各向异性常数,V是颗粒体积,k是玻尔兹曼常数,T是样品的绝对温度),颗粒体积减小到某一数值时,热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当,这样,颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移,整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。

从单畴颗粒集合体看,不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向,这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似,但是也不尽相同。

因为在正常顺磁体中,每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子,但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言,每个颗粒可能包含了5000个以上的原子,颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。

所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性。(superparamagnetism):如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体,对于每一个颗粒而言,由于磁性原子或离子之间的交换作用很强,磁矩之间将平行取向,而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上,但是颗粒之间由于易磁化方向不同,磁矩的取向也就不同。

现今,如果进一步减小颗粒的尺寸即体积,因为总的磁晶各向异性能正比于K1V,热扰动能正比于kT(K1是磁晶各向异性常数,V是颗粒体积,k是玻尔兹曼常数,T是样品的绝对温度),颗粒体积减小到某一数值时,热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当,这样,颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移,整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。

从单畴颗粒集合体看,不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向,这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似,但是也不尽相同。

因为在正常顺磁体中,每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子,但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言,每个颗粒可能包含了5000个以上的原子,颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。

所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性。

延伸阅读

磁性纳米粒子与外泌体如何分离?

以聚乙二醇为间隔合成超顺磁纳米颗粒与配体的复合物,利用配体与外泌体表面的受体的特异性结合,形成基于外泌体的超顺磁性纳米离子团簇,在磁场作用下实现对外泌体的分离。

本发明专利技术方法可以快速有效的清除血液中的游离配体,增加外泌体表面瞄定的超顺磁纳米颗粒的数目,从而快速的分离血液中的外泌体。

磁珠法提取核酸的原理及步骤是什么?

磁珠法核酸提取原理;

依据与硅胶膜离心柱相同的原理,运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后,制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。利用氧化硅纳米微球的超顺磁性,在Chaotropic盐(盐酸胍、异硫氰酸胍等)和外加磁场的作用下,能从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中的DNA和RNA分离出来,可应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等多种领域。

磁珠法核酸提取过程

磁珠法核酸提取一般可以分为四步:裂解——结合——洗涤——洗脱。

产生超顺磁性的原因?

出现超顺磁性的原因是由于热扰动。当单畴粒子的尺寸很小时,各向异性能与体积的乘积KV很小,因此在没有外磁场作用的情况下,可以通过热扰动克服势垒KV而自发反转粒子的磁矩。

超磁性材料是什么?

超顺磁性是指铁磁性物质的颗粒小于临界尺寸时,外场产生的磁取向力不足以抵抗热骚动的干扰,其磁化性质与顺磁体(见顺磁性)相似,称作超顺磁性。临界尺寸与温度有关,例如球状铁粒在室温的临界半径为12.5纳米,而在4.2K时半径为2.2纳米还是铁磁性的。

室温超顺磁性物质是不是不能被磁铁吸引呢?

不是的,超顺磁性是指在外界磁场作用下,该物质可以产生与外界磁场相同的磁场,当外界磁场撤除以后,该物质也完全失去磁性。

所以,超顺磁性材料在室温肯定是能被磁铁吸引的,只是在拿走磁铁以后,材料的磁性也完全消失。

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