磁性納米材料及磁性納米材料的應用

磁性納米材料的特性與常規的本體材料和原子團簇不同，這是由于與磁相關的特征物理長度恰好處于納米量級(1-100nm)，如磁單疇尺寸，超順磁性臨界尺寸，交換作用長度，以及電子平均自由路程等。當磁性材料的尺寸與這些特征物理長度相當時，就會呈現反常的磁學性質。磁性納米材料的性質取決于尺寸及組成等因素。自然界中存在著磁性納米顆粒，如鮭魚就是依靠身體中的磁性納米顆粒完成每年數萬公里的洄游。人們對磁性納米顆粒的研究始于20世紀80年代，法國科學家在Fe/Cr納米結構的多層膜中發現巨磁電阻效應。此后，美國、日本和西歐都對巨磁電阻材料的發展及應用投入巨大的人力物力，掀起磁性材料納米的研究熱潮。
磁性納米材料的應用

磁性納米材料在機械、電子、光學、磁學、化學和生物學領域有著廣泛的應用前景。磁性納米結構器件是20世紀末最具有影響力的重大成果，如巨磁電阻效應讀出磁頭、磁傳感器、全金屬晶體管等。磁記錄材料至今仍是信息工業的主體。典型的磁性納米顆粒應用還有磁流體，最先用于宇航工業，現已普及至民用工業。目前美、英、日、俄等國都有磁性液體公司。磁流體廣泛應用于旋轉密封，如磁盤驅動器的防塵密封、高真空旋轉密封等，以及揚聲器、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率、低損耗、高飽和磁化強度，己廣泛應用于開關電源、變壓器、傳感器等，實現器件小型化、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，細胞分離等醫療應用也成為當前生物醫學的熱門研究課題之一，部分已經推廣至臨床。如何依據磁性納米材料物理化學特性與尺寸、結構、形貌的微觀關系，設計出適合應用需求的具有優越性能的材料，通過納米科學技術對材料進行可控合成及性能改造，將是21世紀初的主要任務。磁性納米材料將成為納米材料科學領域一個大放異彩的明星，在各個領域發揮舉足輕重的作用。