Ključna razlika između paramagnetika i superparamagnetika je u tome što je magnetska osjetljivost superparamagnetskog materijala veća u usporedbi s onom paramagnetskog materijala.
Pojam paramagnetik odnosi se na neke materijale koji slabo privlače vanjska magnetska polja, a iznutra imaju inducirana magnetska polja u smjeru primijenjenog magnetskog polja. Izraz superparamagnetski, s druge strane, odnosi se na oblik magnetizma koji se pojavljuje u malim feromagnetskim ili ferimagnetskim nanočesticama.
Magnetska susceptibilnost odnosi se na mjeru koliko materijal može postati magnetiziran u primijenjenom magnetskom polju. Možemo ga opisati kao omjer između omjera magnetizacije i primijenjenog intenziteta polja magnetiziranja.
Što je paramagnetik?
Pojam paramagnetik odnosi se na neke materijale koji slabo privlače vanjska magnetska polja, a iznutra imaju inducirana magnetska polja u smjeru primijenjenog magnetskog polja. To je oblik magnetizma, a drugi glavni oblici uključuju dijamagnetske i feromagnetske materijale. Paramagnetski materijali većinom uključuju kemijske elemente i neke spojeve koji imaju relativnu magnetsku propusnost nešto veću od 1. Stoga te materijale privlače magnetska polja.
Slika 01: Paramagnetizam molekularnog kisika, kao što je naznačeno privlačenjem tekućeg kisika na magnete
Većina atoma koji imaju nepotpuno ispunjene atomske orbitale su paramagnetici jer se paramagnetizam javlja zbog prisutnosti nesparenih elektrona u materijalu. Međutim, mogu postojati iznimke, poput bakra. Spin nesparenih elektrona nastoji imati magnetski dipolni moment, zbog čega se ponašaju poput sićušnih magneta. Štoviše, spinovi elektrona poravnavaju se paralelno s magnetskim poljem kada je prisutno vanjsko magnetsko polje. To uzrokuje neto privlačnost.
Međutim, paramagneti ne zadržavaju nikakvu magnetizaciju u odsutnosti vanjskog magnetskog polja zbog toplinskog gibanja koje nasumično mijenja orijentaciju spina. Stoga ukupna magnetizacija ima tendenciju pada na nulu nakon uklanjanja primijenjenog magnetskog polja.
Što je superparamagnetik?
Pojam superparamagnetski odnosi se na oblik magnetizma koji se pojavljuje u malim feromagnetskim ili ferimagnetskim nanočesticama. To je također oblik magnetizma. Tipično, u malim nanočesticama, magnetizacija može nasumično promijeniti smjer kada postoji utjecaj koji dolazi od temperature. Tipično vrijeme između dva okreta nazivamo Neelovim vremenom opuštanja.
Slika 02: Klaster nanočestica maghemit silicija
Kada nema vanjskog magnetskog polja, vrijeme koje koristimo za mjerenje magnetizacije nanočestica mnogo je duže od Neelovog vremena relaksacije, pa se njihova magnetizacija čini kao prosječna nula. Ovo stanje se naziva superparamagnetsko stanje. Kada se to stanje dogodi, vanjsko magnetsko polje može magnetizirati nanočestice na sličan način kao kod paramagneta. Osim toga, magnetska osjetljivost superparamagnetskog materijala je veća u usporedbi s onom paramagneta.
Koja je razlika između paramagnetika i superparamagnetika?
Magnetska susceptibilnost odnosi se na mjeru koliko materijal može postati magnetiziran u primijenjenom magnetskom polju. Možemo ga opisati kao omjer između omjera magnetizacije i primijenjenog intenziteta magnetizirajućeg polja. Ključna razlika između paramagnetika i superparamagnetika je u tome što je magnetska osjetljivost superparamagnetskog materijala veća u usporedbi s onom paramagnetskog materijala.
Infografika u nastavku prikazuje razlike između paramagnetika i superparamagnetika u obliku tablice za usporedbu.
Sažetak – Paramagnetic vs Superparamagnetic
Pojam paramagnetik odnosi se na neke materijale koji slabo privlače vanjska magnetska polja, a iznutra imaju inducirana magnetska polja u smjeru primijenjenog magnetskog polja. Izraz superparamagnetski odnosi se na oblik magnetizma koji se pojavljuje u malim feromagnetskim ili ferimagnetskim nanočesticama. Ključna razlika između paramagnetika i superparamagnetika je u tome što je magnetska osjetljivost superparamagnetskog materijala veća u usporedbi s onom paramagnetskog materijala.
