Η βασική διαφορά μεταξύ παραμαγνητικού και υπερπαραμαγνητικού είναι ότι η μαγνητική επιδεκτικότητα ενός υπερπαραμαγνητικού υλικού είναι μεγαλύτερη σε σύγκριση με αυτή ενός παραμαγνητικού υλικού.
Ο όρος παραμαγνητικό αναφέρεται σε ορισμένα υλικά που έχουν ασθενή έλξη σε εξωτερικά εφαρμοζόμενα μαγνητικά πεδία όπου έχουν εσωτερικά επαγόμενα μαγνητικά πεδία προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου. Ο όρος υπερπαραμαγνητικός, από την άλλη πλευρά, αναφέρεται στη μορφή μαγνητισμού που εμφανίζεται σε μικρά σιδηρομαγνητικά ή σιδηρομαγνητικά νανοσωματίδια.
Η μαγνητική επιδεκτικότητα αναφέρεται στο μέτρο του πόσο ένα υλικό μπορεί να μαγνητιστεί σε ένα εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο. Μπορούμε να το περιγράψουμε ως την αναλογία μεταξύ του λόγου μαγνήτισης και της εφαρμοζόμενης έντασης μαγνητιστικού πεδίου.
Τι είναι το Παραμαγνητικό;
Ο όρος παραμαγνητικό αναφέρεται σε ορισμένα υλικά που έχουν ασθενή έλξη σε εξωτερικά εφαρμοζόμενα μαγνητικά πεδία όπου έχουν εσωτερικά επαγόμενα μαγνητικά πεδία προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου. Είναι μια μορφή μαγνητισμού και άλλες κύριες μορφές περιλαμβάνουν διαμαγνητικά και σιδηρομαγνητικά υλικά. Τα παραμαγνητικά υλικά περιλαμβάνουν κυρίως χημικά στοιχεία και ορισμένες ενώσεις που έχουν σχετική μαγνητική διαπερατότητα ελαφρώς μεγαλύτερη από 1. Επομένως, αυτά τα υλικά έλκονται από μαγνητικά πεδία.
Εικόνα 01: Παραμαγνητισμός του μοριακού οξυγόνου, όπως υποδεικνύεται από την έλξη του υγρού οξυγόνου στους μαγνήτες
Τα περισσότερα άτομα που έχουν ατελώς γεμάτα ατομικά τροχιακά είναι παραμαγνητικά επειδή ο παραμαγνητισμός συμβαίνει λόγω της παρουσίας μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων στο υλικό. Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις, όπως ο χαλκός. Το σπιν των μη ζευγαρωμένων ηλεκτρονίων τείνει να έχει μαγνητική διπολική ροπή, που τα κάνει να λειτουργούν σαν μικροσκοπικοί μαγνήτες. Επιπλέον, οι σπιν των ηλεκτρονίων ευθυγραμμίζονται παράλληλα με το μαγνητικό πεδίο όταν υπάρχει εξωτερικό μαγνητικό πεδίο. Αυτό προκαλεί μια καθαρή έλξη.
Ωστόσο, οι παραμαγνήτες δεν διατηρούν καμία μαγνήτιση απουσία του εξωτερικού μαγνητικού πεδίου λόγω της θερμικής κίνησης που τυχαιοποιεί τους προσανατολισμούς σπιν. Επομένως, η συνολική μαγνήτιση τείνει να πέσει στο μηδέν με την αφαίρεση του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου.
Τι είναι το υπερπαραμαγνητικό;
Ο όρος υπερπαραμαγνητικός αναφέρεται στη μορφή μαγνητισμού που εμφανίζεται σε μικρά σιδηρομαγνητικά ή σιδηρομαγνητικά νανοσωματίδια. Είναι επίσης μια μορφή μαγνητισμού. Τυπικά, στα μικρά νανοσωματίδια, η μαγνήτιση μπορεί να αλλάξει τυχαία την κατεύθυνση όταν υπάρχει επίδραση που προέρχεται από τη θερμοκρασία. Ονομάζουμε τον τυπικό χρόνο μεταξύ των δύο ανατροπών ως χρόνος χαλάρωσης Neel.
Εικόνα 02: Συστάδα νανοσωματιδίων πυριτίου μαγκεμίτη
Όταν δεν υπάρχει εξωτερικό μαγνητικό πεδίο, ο χρόνος που χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε τη μαγνήτιση των νανοσωματιδίων είναι πολύ μεγαλύτερος από τον χρόνο χαλάρωσης Neel, επομένως η μαγνήτισή τους εμφανίζεται ως μέσος όρος μηδέν. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται υπερπαραμαγνητική κατάσταση. Όταν συμβαίνει αυτή η κατάσταση, ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο μπορεί να μαγνητίσει τα νανοσωματίδια με τρόπο παρόμοιο με αυτόν ενός παραμαγνήτη. Επιπλέον, η μαγνητική επιδεκτικότητα ενός υπερπαραμαγνητικού υλικού είναι μεγαλύτερη σε σύγκριση με αυτή ενός παραμαγνήτη.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ παραμαγνητικού και υπερπαραμαγνητικού;
Η μαγνητική επιδεκτικότητα αναφέρεται στο μέτρο του πόσο ένα υλικό μπορεί να μαγνητιστεί σε ένα εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο. Μπορούμε να το περιγράψουμε ως την αναλογία μεταξύ της αναλογίας μαγνήτισης και της εφαρμοζόμενης έντασης μαγνητιστικού πεδίου. Η βασική διαφορά μεταξύ παραμαγνητικού και υπερπαραμαγνητικού είναι ότι η μαγνητική επιδεκτικότητα ενός υπερπαραμαγνητικού υλικού είναι μεγαλύτερη σε σύγκριση με αυτή ενός παραμαγνητικού υλικού.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ παραμαγνητικού και υπερπαραμαγνητικού σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Παραμαγνητικό εναντίον Υπερπαραμαγνητικό
Ο όρος παραμαγνητικό αναφέρεται σε ορισμένα υλικά που έχουν ασθενή έλξη σε εξωτερικά εφαρμοζόμενα μαγνητικά πεδία όπου εσωτερικά έχουν επάγει μαγνητικά πεδία προς την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου. Ο όρος υπερπαραμαγνητικός αναφέρεται στη μορφή μαγνητισμού που εμφανίζεται σε μικρά σιδηρομαγνητικά ή σιδηρομαγνητικά νανοσωματίδια. Η βασική διαφορά μεταξύ παραμαγνητικού και υπερπαραμαγνητικού είναι ότι η μαγνητική επιδεκτικότητα ενός υπερπαραμαγνητικού υλικού είναι μεγαλύτερη σε σύγκριση με αυτή ενός παραμαγνητικού υλικού.
