科学家首次在实验室使得金银铜原子具有磁性
2008-3-6 9:49:02   新浪科技

新浪科技讯 北京时间3月4日消息，据国外媒体报道，众所周知，金、银、铜的原子是不带磁性的，它们永远不会被磁铁所吸引。但一个由多国科学家组成的研究小组近日称，他们最近在实验室首次成功地使得金、银、铜原子也具有了磁性。

　　通过一系列的研究，巴斯克大学研究人员与来自澳大利亚和日本的科研小组发现，这种磁力似乎可以将金、银和铜原子的尺度降低到纳米尺度，并使原子被预先选定的有机物分子包围。通过一系列复杂技术，研究人员们使用基于粒子加速器和核技术的实验系统，首次清楚地展示出了原本非磁性的金、银和铜原子中存在着磁性。研究发现，即使周围环境温度变化显著，这些纳米粒子的磁力依旧是永久性的(类似铁)，这些纳米粒子包括2纳米大小的金(实验中使用的)、银和铜原子(本质为非磁性)。

　　此次研究的意义不仅局限于成功将这些非磁性小粒子奇迹般地转化成为磁性纳米粒子，事实上，这些纳米粒子可被看作是目前我们所拥有的最微型的磁铁。而且，这些原子的磁性不仅仅限于研究人员保持的环境温度，即便当温度高于环境温度是也能保有这种磁性。这一研究工作向科学家们提出了一些新的问题，即到目前为止我们所接受的磁学是什么，同时，也为这些有趣的磁性粒子的应用打开了一扇门。在近期出版的《纳米快报》杂志上，科学家们将发表有关此次新发现的论文，文中表示，可以将这些磁性纳米粒子用于疾病的诊断和治疗，同样也将对磁学的一些根本问题进行深入探讨和研究。

　　那为什么没有磁金、磁银和磁铜呢？为什么磁铁可以把铁块吸引而吸引不了金银铜呢？科学家们称，这主要是由铁、钴、镍等金属的特性决定的，铁、钴、镍或铁氧体等物质内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来，形成一个自发磁化区，这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后，内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来，使磁性加强，就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程，磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力，铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。我们就说磁铁有磁性了。而金银铜等金属却没有这种特性，故而磁铁吸引不了金银铜，更不存在磁铜，磁金、磁银了。

　　科学家称表示，物质大都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部，电子不停地自转，并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中，电子运动的方向各不相同、杂乱无章，磁效应相互抵消。因此，大多数物质在正常情况下，并不呈现磁性。磁铁的工作原理并不复杂，可以用一个形象的比喻来说明。上面所讲的磁畴，我们可以把它想象成一个小图钉。图钉的帽子好比电子的旋转轨道，而那个钉子就是磁畴所产生的磁场的方向。我们可以把所有的金属内部都想象成包含了无数的小图钉的，只是通常情况下这些小图钉的指向是非常杂乱的。磁铁与其它金属则不同，它身体里面的图钉是指向同一个方向的，因此所有的小磁场汇集在一起，形成了一个强大的磁场，普通的铁也就变成了具有神奇魔力的磁铁了。(刘妍）