作者:毛黎 来源:科技日报 发布时间:2010-5-29 15:43:58
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研究发现:外磁场下球状纳米粒子发生奇特变化
 
美国国家标准和技术研究院(NIST)的科学家在研究以氧化铁为基质的球形纳米粒子时,偶然地发现了该纳米材料的一个奇特现象。他们表示,如果能够理解该现象的涵义,那么该发现将给纳米技术人员带来新的有用工具。
 
NIST中子研究中心研究人员凯瑟琳·克瑞卡使用了能更详细了解物质内部结构的低能量中子束来探测磁性纳米粒子。研究小组对美国卡内基梅隆大学的合作者合成的球状纳米粒子进行了研究,它们是直径为9纳米的纳米晶体球。当给这些纳米粒子施加磁场时,它们如同纸上的铁屑在磁铁的作用下那样排列开来。利用低能量中子束对纳米粒子进行分析,研究小组发现了过去从未见过的复杂状态。
 
克瑞卡介绍说,在外加磁场后,球状纳米粒子中直径为7纳米的核心(内核)(core)发生偏转,与外磁场的方向相同。然而,与此同时,厚度为1纳米的纳米粒子外壳的行为却与核心不同,它虽然也形成了自己的磁力矩,但是该磁力矩的指向与核心磁力矩垂直。
 
球状纳米粒子的外壳与核心实质上是相同的,在没有外磁场作用时,外壳和核心没有差异。研究人员认为,纳米粒子在磁场中出现核心和外壳磁力矩不同的这种现象十分奇特,具有潜在的用途。
 
研究小组还表示,在外磁场作用下,除单个纳米有上述变化外,纳米粒子还存在按外壳磁力矩分群的现象。他们发现,相邻纳米粒子的外壳似乎在相互调整,导致某区域粒子群的外壳磁力矩指向同一方向,与此同时,另一区域粒子群的外壳磁力矩则共同指向另一方向。
 
新发现让克瑞卡和同事相信,人们对粒子的相互作用还有许多要了解的地方。克瑞卡表示,这种相互作用将从根本上改变数据存储设置中粒子之间的关系,如果能够通过改变温度等手段控制它,那么人们则有可能开启和关闭粒子间的相互作用,这在现实社会中将是十分有用的。
 
 
 
 
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