La diferència clau entre el paramagnètic i el superparamagnètic és que la susceptibilitat magnètica d'un material superparamagnètic és més gran en comparació amb la d'un material paramagnètic.
El terme paramagnètic es refereix a alguns materials que tenen atraccions febles als camps magnètics aplicats externament on internament tenen camps magnètics induïts en la direcció del camp magnètic aplicat. El terme superparamagnètic, en canvi, fa referència a la forma de magnetisme que apareix en petites nanopartícules ferromagnètiques o ferrimagnètiques.
La susceptibilitat magnètica es refereix a la mesura de quant es pot magnetitzar un material en un camp magnètic aplicat. El podem descriure com la relació entre la relació de magnetització i la intensitat del camp magnetitzant aplicat.
Què és el paramagnètic?
El terme paramagnètic es refereix a alguns materials que tenen atraccions febles als camps magnètics aplicats externament on internament tenen camps magnètics induïts en la direcció del camp magnètic aplicat. És una forma de magnetisme, i altres formes principals inclouen materials diamagnètics i ferromagnètics. Els materials paramagnètics inclouen principalment elements químics i alguns compostos que tenen una permeabilitat magnètica relativa lleugerament superior a 1. Per tant, aquests materials se senten atrets pels camps magnètics.
Figura 01: Paramagnetisme de l'oxigen molecular, tal com indica l'atracció de l'oxigen líquid als imants
La majoria dels àtoms que tenen orbitals atòmics incomplets són paramagnètics perquè el paramagnetisme es produeix a causa de la presència d'electrons no aparellats al material. Tanmateix, hi pot haver algunes excepcions, com ara el coure. El gir dels electrons no aparellats tendeix a tenir un moment dipolar magnètic, que els fa actuar com petits imants. A més, els girs dels electrons s'alineen paral·lels al camp magnètic quan hi ha un camp magnètic extern. Això provoca una atracció neta.
No obstant això, els paraimants no retenen cap magnetització en absència del camp magnètic extern a causa del moviment tèrmic que aleatoritza les orientacions de gir. Per tant, la magnetització total tendeix a baixar a zero quan s'elimina el camp magnètic aplicat.
Què és el superparamagnètic?
El terme superparamagnètic fa referència a la forma de magnetisme que apareix en petites nanopartícules ferromagnètiques o ferrimagnètiques. També és una forma de magnetisme. Normalment, en nanopartícules petites, la magnetització pot capgirar la direcció aleatòriament quan hi ha una influència procedent de la temperatura. Anomenem el temps típic entre les dues voltes com el temps de relaxació de Neel.
Figura 02: Clúster de nanopartícules de sílice maghemita
Quan no hi ha camp magnètic extern, el temps que utilitzem per mesurar la magnetització de les nanopartícules és molt més llarg que el temps de relaxació de Neel, de manera que la seva magnetització apareix com a mitjana zero. Aquest estat s'anomena estat superparamagnètic. Quan es produeix aquest estat, un camp magnètic extern pot magnetitzar les nanopartícules d'una manera similar a la d'un paraimant. A més, la susceptibilitat magnètica d'un material superparamagnètic és més gran que la d'un paraimant.
Quina diferència hi ha entre el paramagnètic i el superparamagnètic?
La susceptibilitat magnètica es refereix a la mesura de quant es pot magnetitzar un material en un camp magnètic aplicat. Ho podem descriure com la relació entre la relació de magnetització i la intensitat del camp magnetitzant aplicat. La diferència clau entre el paramagnètic i el superparamagnètic és que la susceptibilitat magnètica d'un material superparamagnètic és més gran en comparació amb la d'un material paramagnètic.
La infografia següent presenta les diferències entre el paramagnètic i el superparamagnètic en forma de taula per comparar-les.
Resum: paramagnètic vs superparamagnètic
El terme paramagnètic es refereix a alguns materials que tenen atraccions febles als camps magnètics aplicats externament on internament, han induït camps magnètics en la direcció del camp magnètic aplicat. El terme superparamagnètic fa referència a la forma de magnetisme que apareix en petites nanopartícules ferromagnètiques o ferrimagnètiques. La diferència clau entre el paramagnètic i el superparamagnètic és que la susceptibilitat magnètica d'un material superparamagnètic és més gran en comparació amb la d'un material paramagnètic.
