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科學(xué)家首次在實(shí)驗(yàn)室使得金銀銅原子具有磁性

發(fā)布時(shí)間:2008-03-07 作者: 來(lái)源: 瀏覽:920

      據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,眾所周知,金、銀、銅的原子是不帶磁性的,它們永遠(yuǎn)不會(huì)被磁鐵所吸引。但一個(gè)由多國(guó)科學(xué)家組成的研究小組近日稱,他們最近在實(shí)驗(yàn)室首次成功地使得金、銀、銅原子也具有了磁性。

  通過(guò)一系列的研究,巴斯克大學(xué)研究人員與來(lái)自澳大利亞和日本的科研小組發(fā)現(xiàn),這種磁力似乎可以將金、銀和銅原子的尺度降低到納米尺度,并使原子被預(yù)先選定的有機(jī)物分子包圍。通過(guò)一系列復(fù)雜技術(shù),研究人員們使用基于粒子加速器和核技術(shù)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),首次清楚地展示出了原本非磁性的金、銀和銅原子中存在著磁性。研究發(fā)現(xiàn),即使周圍環(huán)境溫度變化顯著,這些納米粒子的磁力依舊是永久性的(類似鐵),這些納米粒子包括2納米大小的金(實(shí)驗(yàn)中使用的)、銀和銅原子(本質(zhì)為非磁性)。

  此次研究的意義不僅局限于成功將這些非磁性小粒子奇跡般地轉(zhuǎn)化成為磁性納米粒子,事實(shí)上,這些納米粒子可被看作是目前我們所擁有的最微型的磁鐵。而且,這些原子的磁性不僅僅限于研究人員保持的環(huán)境溫度,即便當(dāng)溫度高于環(huán)境溫度是也能保有這種磁性。這一研究工作向科學(xué)家們提出了一些新的問(wèn)題,即到目前為止我們所接受的磁學(xué)是什么,同時(shí),也為這些有趣的磁性粒子的應(yīng)用打開(kāi)了一扇門。在近期出版的《納米快報(bào)》雜志上,科學(xué)家們將發(fā)表有關(guān)此次新發(fā)現(xiàn)的論文,文中表示,可以將這些磁性納米粒子用于疾病的診斷和治療,同樣也將對(duì)磁學(xué)的一些根本問(wèn)題進(jìn)行深入探討和研究。

  那為什么沒(méi)有磁金、磁銀和磁銅呢?為什么磁鐵可以把鐵塊吸引而吸引不了金銀銅呢?科學(xué)家們稱,這主要是由鐵、鈷、鎳等金屬的特性決定的,鐵、鈷、鎳或鐵氧體等物質(zhì)內(nèi)部的電子自旋可以在小范圍內(nèi)自發(fā)地排列起來(lái),形成一個(gè)自發(fā)磁化區(qū),這種自發(fā)磁化區(qū)就叫磁疇。鐵磁類物質(zhì)磁化后,內(nèi)部的磁疇整整齊齊、方向一致地排列起來(lái),使磁性加強(qiáng),就構(gòu)成磁鐵了。磁鐵的吸鐵過(guò)程就是對(duì)鐵塊的磁化過(guò)程,磁化了的鐵塊和磁鐵不同極性間產(chǎn)生吸引力,鐵塊就牢牢地與磁鐵“粘”在一起了。我們就說(shuō)磁鐵有磁性了。而金銀銅等金屬卻沒(méi)有這種特性,故而磁鐵吸引不了金銀銅,更不存在磁銅,磁金、磁銀了。

  科學(xué)家稱表示,物質(zhì)大都是由分子組成的,分子是由原子組成的,原子又是由原子核和電子組成的。在原子內(nèi)部,電子不停地自轉(zhuǎn),并繞原子核旋轉(zhuǎn)。電子的這兩種運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生磁性。但是在大多數(shù)物質(zhì)中,電子運(yùn)動(dòng)的方向各不相同、雜亂無(wú)章,磁效應(yīng)相互抵消。因此,大多數(shù)物質(zhì)在正常情況下,并不呈現(xiàn)磁性。磁鐵的工作原理并不復(fù)雜,可以用一個(gè)形象的比喻來(lái)說(shuō)明。上面所講的磁疇,我們可以把它想象成一個(gè)小圖釘。圖釘?shù)拿弊雍帽入娮拥男D(zhuǎn)軌道,而那個(gè)釘子就是磁疇所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向。我們可以把所有的金屬內(nèi)部都想象成包含了無(wú)數(shù)的小圖釘?shù)?,只是通常情況下這些小圖釘?shù)闹赶蚴欠浅ks亂的。磁鐵與其它金屬則不同,它身體里面的圖釘是指向同一個(gè)方向的,因此所有的小磁場(chǎng)匯集在一起,形成了一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng),普通的鐵也就變成了具有神奇魔力的磁鐵了。

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