La differenza fondamentale tra paramagnetico e superparamagnetico è che la suscettibilità magnetica di un materiale superparamagnetico è maggiore rispetto a quella di un materiale paramagnetico.
Il termine paramagnetico si riferisce ad alcuni materiali che hanno debole attrazione per i campi magnetici applicati esternamente dove internamente hanno indotto campi magnetici nella direzione del campo magnetico applicato. Il termine superparamagnetico, invece, si riferisce alla forma di magnetismo che appare in piccole nanoparticelle ferromagnetiche o ferrimagnetiche.
La suscettibilità magnetica si riferisce alla misura di quanto un materiale può magnetizzarsi in un campo magnetico applicato. Possiamo descriverlo come il rapporto tra il rapporto tra la magnetizzazione e l'intensità del campo magnetizzante applicato.
Cos'è il paramagnetico?
Il termine paramagnetico si riferisce ad alcuni materiali che hanno debole attrazione per i campi magnetici applicati esternamente dove internamente hanno indotto campi magnetici nella direzione del campo magnetico applicato. È una forma di magnetismo e altre forme principali includono materiali diamagnetici e ferromagnetici. I materiali paramagnetici includono principalmente elementi chimici e alcuni composti che hanno una permeabilità magnetica relativa leggermente superiore a 1. Pertanto, questi materiali sono attratti dai campi magnetici.
Figura 01: Paramagnetismo dell'ossigeno molecolare, come indicato dall'attrazione dell'ossigeno liquido ai magneti
La maggior parte degli atomi con orbitali atomici riempiti in modo incompleto sono paramagnetici perché il paramagnetismo si verifica a causa della presenza di elettroni spaiati nel materiale. Tuttavia, possono esserci alcune eccezioni, come il rame. La rotazione degli elettroni spaiati tende ad avere un momento di dipolo magnetico, che li fa agire come minuscoli magneti. Inoltre, gli spin degli elettroni si allineano parallelamente al campo magnetico quando è presente un campo magnetico esterno. Questo provoca un'attrazione netta.
Tuttavia, i paramagneti non mantengono alcuna magnetizzazione in assenza del campo magnetico esterno a causa del movimento termico che randomizza gli orientamenti di rotazione. Pertanto, la magnetizzazione totale tende a zero dopo la rimozione del campo magnetico applicato.
Cos'è il superparamagnetico?
Il termine superparamagnetico si riferisce alla forma di magnetismo che appare in piccole nanoparticelle ferromagnetiche o ferrimagnetiche. È anche una forma di magnetismo. Tipicamente, in piccole nanoparticelle, la magnetizzazione può invertire casualmente la direzione quando c'è un'influenza proveniente dalla temperatura. Chiamiamo il tempo tipico tra i due lanci come tempo di rilassamento di Neel.
Figura 02: Cluster di nanoparticelle di silice maghemite
Quando non c'è un campo magnetico esterno, il tempo che usiamo per misurare la magnetizzazione delle nanoparticelle è molto più lungo del tempo di rilassamento di Neel, quindi la loro magnetizzazione appare come media zero. Questo stato è chiamato stato superparamagnetico. Quando si verifica questo stato, un campo magnetico esterno può magnetizzare le nanoparticelle in un modo simile a quello di un paramagnete. Inoltre, la suscettibilità magnetica di un materiale superparamagnetico è maggiore rispetto a quella di un paramagnete.
Qual è la differenza tra paramagnetico e superparamagnetico?
La suscettibilità magnetica si riferisce alla misura di quanto un materiale può magnetizzarsi in un campo magnetico applicato. Possiamo descriverlo come il rapporto tra il rapporto di magnetizzazione e l'intensità del campo magnetizzante applicato. La differenza fondamentale tra paramagnetico e superparamagnetico è che la suscettibilità magnetica di un materiale superparamagnetico è maggiore rispetto a quella di un materiale paramagnetico.
L'infografica qui sotto presenta le differenze tra paramagnetico e superparamagnetico in forma tabellare per un confronto fianco a fianco.
Riepilogo – Paramagnetico vs Superparamagnetico
Il termine paramagnetico si riferisce ad alcuni materiali che hanno debole attrazione per i campi magnetici applicati esternamente dove internamente hanno indotto campi magnetici nella direzione del campo magnetico applicato. Il termine superparamagnetico si riferisce alla forma di magnetismo che appare in piccole nanoparticelle ferromagnetiche o ferrimagnetiche. La differenza chiave tra paramagnetico e superparamagnetico è che la suscettibilità magnetica di un materiale superparamagnetico è maggiore rispetto a quella di un materiale paramagnetico.
