مغناطيسات صغيرة بداخلها حرارة سريع

الأصل: "Magnetic, transport and electronic properties of Ni$$_2$$FeAl Heusler alloy nanoparticles: Experimental and theoretical investigation"
arXiv:2602.01300 · 2026-02-01 · CC BY 4.0 · 1 دقيقة
جسيمات نانوية من سبيكة النيكل والحديد والألومنيوم تتصرف كمغناطيس ثابت حتى عند التسخين الشديد.

📄 معروضة نسخة «بسيط» — «مبسّط» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها.

جسيمات متناهية الصغر أصغر من جزء من مائة من سمك الشعرة يمكن أن تكون مغناطيسات لا تفقد قوتها حتى عند 600 درجة مئوية. هذه الجسيمات بالضبط صُنعت من سبيكة النيكل والحديد والألومنيوم. السبيكة معروفة منذ زمن طويل، لكن تم الحصول عليها في شكل جسيمات نانوية دون قوالب – فقط بخلط محاليل أملاح المعادن.

الخصائص المغناطيسية كانت قوية: عند درجة حرارة منخفضة جدًا، يتصرف كل جسيم مثل 3 مغناطيسات صغيرة منفصلة مصطفة في اتجاه واحد. والأهم – عند التسخين أو التبريد، تغير الجسيمات مغناطيسيتها بشكل ملحوظ. يمكن استخدام هذا التأثير للتبريد دون مبردات: المجال المغناطيسي يجعل الجسيمات تغير درجة حرارتها، مثل الإسفنجة التي تمتص الماء وتطلقه.

درجة الحرارة التي يفقد عندها المغناطيس خصائصه لهذه الجسيمات هي 874 كلفن (حوالي 600 درجة مئوية). للمقارنة: مسمار حديدي عادي يتوقف عن كونه مغناطيسًا عند 770 درجة مئوية.

ميزة أخرى: الجسيمات لا تحب تغيير اتجاه مغناطيسيتها – يتطلب ذلك جهدًا ملحوظًا. هذه الخاصية تسمى التباين المغناطيسي (magnetic anisotropy). بفضلها، يمكن للجسيمات النانوية تخزين المعلومات: اتجاه مغناطيسية كل جسيم يشبه سهمًا صغيرًا يصعب تدويره بالصدفة.

عند تمرير تيار كهربائي، تزداد مقاومة الجسيمات قليلاً مع انخفاض درجة الحرارة. هذا غير معتاد ويشير إلى أن الاضطراب في ترتيب الذرات يؤثر على حركة الإلكترونات. هذه التفاصيل مهمة للأجهزة الإلكترونية المستقبلية.

إذًا، تجمع الجسيمات النانوية Ni₂FeAl بين مقاومة الحرارة، والمغناطيسية القوية، والقدرة على تغيير درجة الحرارة تحت تأثير المجال. وهذا يجعلها مرشحة للثلاجات المغناطيسية والذاكرة فائقة الكثافة.

ثلاجة مغناطيسية تعمل بهذه الجسيمات يمكن أن تعمل بدون ضاغط وفريون – فقط مجال مغناطيسي وسبيكة.

العلماء
Emmy NoetherWolfgang PauliChien-Shiung WuEugene WignerJohn Stewart BellEnrico Fermi
المفاهيم
نيتريد الألومنيوم نانوتسلا انتقال مغناطيسي مادة نانوية نتريد النيوبيوم نيكل