– ماهيت مغناطيسی نانوذرات

در مواد مغناطيسى، مولكول‌ها و اتم‌های سازنده‌ى آن خاصيت مغناطيسی دارند.  به بيان ساده‌تر عناصرى مانند آهن، كبالت، نيكل و آلياژهای آنها كه توسط آهنربا جذب می‌گردد، مواد مغناطيسی ناميده می‌شود. طبقه بندى مواد مغناطيسی براساس پذيرفتارى مغناطيسى(X)  (قابليت مغناطیسی شدن ماده) انجام می‌شود براين اساس مواد را به سه گروه فرومغناطيس، پارامغناطيس و ديامغناطيس دسته بندی می‌كنند]1[. در مواد ديامغناطيس برايند گشتاور دوقطبی مغناطيسی صفر است و درحضور ميدان مغناطيسى، گشتاور دوقطبی در آنها القا می‌شود، اما جهت اين دوقطبی هاى القا شده برخلاف جهت ميدان مغناطيسی خارجی است كه باعث می‌شود ماده‌ی ‌ديامغناطيس از ميدان مغناطيسی دفع شود. با حذف ميدان مغناطيسی خارجى، خاصيت مغناطيسی اين مواد باقی نمی‌ماند. پذيرفتارى مغناطيسی در اين مواد خيلی كم می‌باشد. تمام گازها (جز اكسيژن)، آب، نقره، طلا، مس، الماس، گرافيت، بيسموت و بسياری ازتركيبهای آلى ديامغناطيس هستند. در ماده‌ی پارامغناطيس، دوقطبی‌هاى مغناطيسی داراى سمت‌گيرى مشخص و منظمی نيستند، در نتيجه اين مواد خاصيت مغناطيسی ندارند. اگر آنها درون يك ميدان مغناطيسی قرار داده شوند، در راستای خط‌هاى ميدان مغناطيسی منظم می‌شوند. با حذف ميدان مغناطيسى، دوقطبی‌هاى مغناطيسی دوباره به سرعت به وضعيت قبلی كه درغياب ميدان داشتند، برمی‌گردند. به اين ترتيب، مواد پارامغناطيس درميدان‌هاى مغناطيسی قوی خاصيت مغناطيسی پيدا می‌كنند. پذيرفتارى مغناطيسی اين مواد مقدارى مثبت می‌ باشد. منگنز، پلاتين، آلومينيم، فلزهاى قليايى و قليايی خاكى، اكسيژن و نيترون‌اكسيد پارامغناطيس هستند. مواد فرومغناطيس مانند مواد پارامغناطيس است، با اين تفاوت كه مجموعه‌اى ازدوقطبی‌هاى مغناطيسی در يك جهت و راستا قرار دارند كه خود اين مجموعه‌ها در راستا و جهت‌هاى متفاوتی قرارمی‌گيرند، به طورى كه اثر ميدان یكديگر را خنثى می‌كنند. به اين مجموعه از دوقطبی‌هاى مغناطيسی كه در يك راستا قرار دارند، حوزه‌ى مغناطيسی می‌گويند. خاصيت مغناطيسی اين مواد به سرعت تغيير مسير اين حوزه‌ها و قرار گرفتن در جهت ميدان بستگی دارد]3 [. خاصيت مغناطيسي به مقدار بسيار زيادي به اندازه‌‌ي‌ ذره وابسته است. هر ماده‌ي‌ مغناطيس درحالت توده، ازحوزه‌هاي مغناطيسی تشكيل شده‌است. هرحوزه داراى هزاران اتم است كه در آن جهت چرخش الكترونها يكسان وگشتاورهاي مغناطيسي به صورت موازي جهت يافته اند. اماجهت چرخش الكترون‌های هرحوزه با حوزه‌هاي ديگر متفاوت است. هرگاه، يك ميدان مغناطيسي بزرگ، تمام حوزه‌هاي مغناطيسي را هم‌ جهت كند، تغيير فاز مغناطيسي رخداده و مغناطيسی شدن به حداشباع ميرسد. هرذره‌اي كه تنها شامل يك حوزه باشد، ميتواند نانوذره به شماررود. نانوذرات مغناطيسي داراي تعداد حوزه‌هاي كمي هستند و مغناطيسی شدن آنها ساده‌تر است. در مواد فرومغناطيس وقتي اندازه‌ي ذره از يك حوزه‌ي مغناطيسيِ منفرد كوچكتر گردد، پديده‌ي ابرپارامغناطيس)متصل نشدن ذرات مغناطيسی در ابعاد نانو در شرايط عادى و حساسيت بالاى آنها به ميدان مغناطيسى(، به وقوع مي‌پيوندد. چون نانوذرات نياز به نيروي زيادي براي مغناطيسی شدن ندارند، خيلي ازحالت طبيعي فاصله نمي‌گيرند و پس از مغناطيسی شدن تمايل چنداني براي ازدست دادن خاصيت مغناطيسي وباز گشت به وضعيت اوليه را ندارند]3[.

 

لینک جزییات بیشتر و دانلود این پایان نامه:

حذف فلزات سنگين از فاضلاب‌هاي صنعتي با استفاده از نانو ذرات مگهمايت اصلاح شده با پليمرهاي سنتزي جديد