磁性納米材料及磁性納米材料的應(yīng)用

磁性納米材料的特性與常規(guī)的本體材料和原子團(tuán)簇不同，這是由于與磁相關(guān)的特征物理長(zhǎng)度恰好處于納米量級(jí)(1-100nm)，如磁單疇尺寸，超順磁性臨界尺寸，交換作用長(zhǎng)度，以及電子平均自由路程等。當(dāng)磁性材料的尺寸與這些特征物理長(zhǎng)度相當(dāng)時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)反常的磁學(xué)性質(zhì)。磁性納米材料的性質(zhì)取決于尺寸及組成等因素。自然界中存在著磁性納米顆粒，如鮭魚(yú)就是依靠身體中的磁性納米顆粒完成每年數(shù)萬(wàn)公里的洄游。人們對(duì)磁性納米顆粒的研究始于20世紀(jì)80年代，法國(guó)科學(xué)家在Fe/Cr納米結(jié)構(gòu)的多層膜中發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)。此后，美國(guó)、日本和西歐都對(duì)巨磁電阻材料的發(fā)展及應(yīng)用投入巨大的人力物力，掀起磁性材料納米的研究熱潮。
磁性納米材料的應(yīng)用

磁性納米材料在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。磁性納米結(jié)構(gòu)器件是20世紀(jì)末最具有影響力的重大成果，如巨磁電阻效應(yīng)讀出磁頭、磁傳感器、全金屬晶體管等。磁記錄材料至今仍是信息工業(yè)的主體。典型的磁性納米顆粒應(yīng)用還有磁流體，最先用于宇航工業(yè)，現(xiàn)已普及至民用工業(yè)。目前美、英、日、俄等國(guó)都有磁性液體公司。磁流體廣泛應(yīng)用于旋轉(zhuǎn)密封，如磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的防塵密封、高真空旋轉(zhuǎn)密封等，以及揚(yáng)聲器、阻尼器件、磁印刷等方面。納米微晶金屬軟磁材料具有高磁導(dǎo)率、低損耗、高飽和磁化強(qiáng)度，己廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、變壓器、傳感器等，實(shí)現(xiàn)器件小型化、輕型化、高頻化以及多功能化。此外，磁性納米顆粒作為靶向藥物，細(xì)胞分離等醫(yī)療應(yīng)用也成為當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)的熱門(mén)研究課題之一，部分已經(jīng)推廣至臨床。如何依據(jù)磁性納米材料物理化學(xué)特性與尺寸、結(jié)構(gòu)、形貌的微觀關(guān)系，設(shè)計(jì)出適合應(yīng)用需求的具有優(yōu)越性能的材料，通過(guò)納米科學(xué)技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行可控合成及性能改造，將是21世紀(jì)初的主要任務(wù)。磁性納米材料將成為納米材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星，在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。