În imaginea realizată de
electron difracție, se vede că distanța
între pete albe înapoi
este proporțională cu distanța dintre atomi
în particule de CuO, și poate scădea fie
La extindere, fie
compresia corpului, respectiv.
Nanoparticule cu dimensiunea de aproximativ 5 nm au fost luate prin măcinarea cristalelor CuO macroscopice. Explorarea prin raze X și difracție de electroni distanțele interatomice se schimbă atunci când temperatura de transformare a -253.15 ° C până la -73.15 ° C (200K), oamenii de știință recunosc reduce cantitatea de substanță de aproximativ 1%: acest efect este în mod repetat, mai puternic decât alte materiale, colaps după încălzire. Când temperatura crește (peste 200 K), nanoparticulele încep să se extindă.
Cauza principală a expansiunii termice a materiei este, după cum știm, profilul vibrațional al atomilor care este încălzit în timpul încălzirii; împreună cu aceasta cresc atât posibilitatea de a găsi un atom în afara propriei sale poziții de echilibru, cât și cantitatea de spațiu posibil pentru a găsi atomul. Se observă un coeficient negativ de expansiune termică într-un moment în care, datorită încălzirii, atomii tind să se apropie unul de celălalt. De exemplu, dacă atomul de oxigen, care este legat la doi atomi de metal, va vibra perpendicular pe linia de legătură atunci când este încălzit, aceasta va conduce la o convergență a atomilor.
Există câteva explicații pentru originea coeficientului negativ de expansiune termică; în funcție de structura materialului, oamenii de știință vorbesc despre cooperarea excitațiilor cu energie redusă (fononi) cu o latură de cristal sau despre mobilitatea sterică a legăturilor.
Dar observați rezultat în nanoparticule CuO, oamenii de știință asociate cu caracteristicile magnetice ale nanoparticulelor, deoarece temperatura de tranziție de la o stare simplă la o stare cu un coeficient negativ de dilatare termică este corelată cu temperatura de transformare a caracteristicilor magnetice ale CuO. Același efect a fost observat de oamenii de știință în fluorura de mangan (II) - MnF2, care posedă, de asemenea, caracteristici magnetice. In plus, particulele macroscopice și CuO MnF2 puternic exprimat posedă magnetostricțiunea, cu alte cuvinte, capabile să schimbe dimensiunile și forma liniară prin acțiunea unui câmp magnetic exterior - pentru magnetostricțiunea acestor materiale duce la o expansiune mare de particule macroscopice.
Explicația de oameni de știință japonezi acest rezultat pentru nanoparticule magnetice sunt date în termeni de magnetostricțiunea și efectul invar (coeficientul de compensare fenomenul de dilatare termică al magnetostricțiunea spontane) la temperatură scăzută, în timp ce atunci când materialul este într-o stare magnetic, atomii de metal sunt aranjate în perechi, formând nano-magneți . Aceste structuri suferă o repulsie între ele, astfel încât distanța dintre atomii magnetici crește; în consecință, în timp ce, atunci când un astfel de material este încălzit, iar atomii încep să vibreze, există o anumită nivelare a repulsiei magnetice interatomică, manifestate sub formă de compresiune a materialului prin încălzire, cu alte cuvinte, a marcat coeficient negativ de dilatare termică.
Oamenii de știință sugerează că fenomenul descris este una din trăsăturile fundamentale ale nanoparticulelor magnetice, demonstrând o relație puternică între structura cristalului și magnetismul materialului. Crearea de noi materiale cu coeficienți „personalizate“ bune și negative ale expansiunii termice pe baza unei noi si Invar-efect proprietati de nanoparticule magnetice, desigur, imaginați-vă interesul pentru utilizarea în practică.
Oamenii de stiinta raman speranta, ghidat de aceasta teorie, de a descoperi alte nanoparticule magnetice care, intr-un anumit interval de temperatura, au proprietatea de a se contracta atunci cand sunt incalzite.
Găzduit de NanoWeek,
Obținerea nanoparticulelor magnetice
Postări interesante
Trimiteți-le prietenilor: