Ključna razlika med paramagnetikom in superparamagnetikom je, da je magnetna občutljivost superparamagnetnega materiala večja v primerjavi s paramagnetnim materialom.
Izraz paramagnetni se nanaša na nekatere materiale, ki slabo privlačijo zunanja magnetna polja, pri čemer imajo v svoji notranjosti inducirana magnetna polja v smeri uporabljenega magnetnega polja. Izraz superparamagnetičen pa se nanaša na obliko magnetizma, ki se pojavlja v majhnih feromagnetnih ali ferimagnetnih nanodelcih.
Magnetna dovzetnost se nanaša na merilo, koliko se lahko material namagneti v uporabljenem magnetnem polju. Lahko ga opišemo kot razmerje med razmerjem magnetizacije in uporabljene intenzitete magnetizirajočega polja.
Kaj je paramagnetno?
Izraz paramagnetni se nanaša na nekatere materiale, ki slabo privlačijo zunanja magnetna polja, pri čemer imajo v svoji notranjosti inducirana magnetna polja v smeri uporabljenega magnetnega polja. Je oblika magnetizma, druge glavne oblike pa vključujejo diamagnetne in feromagnetne materiale. Paramagnetni materiali večinoma vključujejo kemične elemente in nekatere spojine, ki imajo relativno magnetno prepustnost, ki je nekoliko večja od 1. Zato te materiale privlačijo magnetna polja.
Slika 01: Paramagnetizem molekularnega kisika, kot kaže privlačnost tekočega kisika na magnete
Večina atomov, ki imajo nepopolno zapolnjene atomske orbitale, je paramagnetnih, ker se paramagnetizem pojavi zaradi prisotnosti nesparjenih elektronov v materialu. Vendar pa lahko obstajajo nekatere izjeme, kot je baker. Spin nesparjenih elektronov ima ponavadi magnetni dipolni moment, zaradi česar delujejo kot majhni magneti. Poleg tega se vrtljaji elektronov poravnajo vzporedno z magnetnim poljem, ko je prisotno zunanje magnetno polje. To povzroči neto privlačnost.
Vendar pa paramagneti ne obdržijo nobene magnetizacije v odsotnosti zunanjega magnetnega polja zaradi toplotnega gibanja, ki naključno spreminja usmeritve vrtenja. Zato skupna magnetizacija ponavadi pade na nič, ko odstranimo uporabljeno magnetno polje.
Kaj je superparamagnetik?
Izraz superparamagnetno se nanaša na obliko magnetizma, ki se pojavi v majhnih feromagnetnih ali ferimagnetnih nanodelcih. Je tudi oblika magnetizma. Značilno je, da lahko magnetizacija v majhnih nanodelcih naključno obrne smer, ko nanjo vpliva temperatura. Tipični čas med dvema preobratoma imenujemo Neelov sprostitveni čas.
Slika 02: Grozd nanodelcev silicijevega dioksida Maghemite
Če ni zunanjega magnetnega polja, je čas, ki ga uporabimo za merjenje magnetizacije nanodelcev, veliko daljši od Neelovega relaksacijskega časa, zato je njihova magnetizacija videti kot povprečna ničla. To stanje imenujemo superparamagnetno stanje. Ko pride do tega stanja, lahko zunanje magnetno polje magnetizira nanodelce na podoben način kot paramagnet. Poleg tega je magnetna občutljivost superparamagnetnega materiala večja v primerjavi s paramagnetom.
Kakšna je razlika med paramagnetikom in superparamagnetikom?
Magnetna dovzetnost se nanaša na merilo, koliko se lahko material namagneti v uporabljenem magnetnem polju. Lahko ga opišemo kot razmerje med razmerjem magnetizacije in uporabljene jakosti magnetizirajočega polja. Ključna razlika med paramagnetikom in superparamagnetikom je, da je magnetna občutljivost superparamagnetnega materiala večja v primerjavi s paramagnetnim materialom.
Spodnja infografika predstavlja razlike med paramagnetikom in superparamagnetikom v obliki tabele za vzporedno primerjavo.
Povzetek – paramagnetno proti superparamagnetnemu
Izraz paramagnetni se nanaša na nekatere materiale, ki slabo privlačijo zunanja magnetna polja, pri čemer imajo znotraj inducirana magnetna polja v smeri uporabljenega magnetnega polja. Izraz superparamagnetni se nanaša na obliko magnetizma, ki se pojavi v majhnih feromagnetnih ali ferimagnetnih nanodelcih. Ključna razlika med paramagnetnim in superparamagnetnim je, da je magnetna občutljivost superparamagnetnega materiala večja v primerjavi s paramagnetnim materialom.
