Magneter i avancerade magnetokaloriska tillämpningar

Publicerad: 2023-06-17 10:08:18 • Ramin Ebrahimnia

Ett materials temperatur kan förändras när det utsätts för ett magnetfält, en process som kallas magnetokalorisk effekt (MCE). Även om denna effekt har förståtts i mer än ett sekel, har ny utveckling inom nanoteknik lyft fram magnetiska nanopartiklar som nyckelkomponenter i mer effektiva och anpassningsbara MCE-tillämpningar.

Nanometerstora (vanligtvis 1-100 nm) partiklar med magnetiska egenskaper kallas magnetiska nanopartiklar. Dessa små partiklar har speciella magnetiska egenskaper, såsom superparamagnetism, vilket gör dem perfekta för en mängd olika magnetokaloriska tillämpningar.

Förbättra den magnetokaloriska effekten:

Det är möjligt att skapa magnetiska nanopartiklar med ett högt magnetiskt moment, vilket gör att de kan reagera avsevärt på magnetfält. Dessa partiklar kan avsevärt förbättra ett materials magnetokaloriska verkan när de läggs till det. Detta beror på att material med ett stort magnetiskt moment uppvisar en mer signifikant MCE.

Applikationer:

Magnetisk kylning är en av de mest potentiella användningarna av den förbättrade MCE som möjliggörs av magnetiska nanopartiklar. Detta är ett mer miljövänligt alternativ för konventionell gaskompressionskylning. MCE används i magnetisk kylning för att producera en kyltemperaturgradient. Magnetiska kylaggregat görs mindre och effektivare genom att inkludera magnetiska nanopartiklar i kylmediet.

Riktad läkemedelsleverans: Magnetiska nanopartiklar används också i system som distribuerar medicin specifikt till sina avsedda mottagare. Med hjälp av externa magnetfält kan nanopartiklarna manipuleras och kontrolleras genom att använda MCE.

Återvinning av spillvärme är avgörande för att öka energieffektiviteten. System som skapats för att återvinna spillvärme och omvandla den till användbar energi kan använda magnetiska nanopartiklar. Dessa system använder spillvärme för att skapa magnetiska fält som senare kan omvandlas till elektrisk energi genom att använda MCE.

Avkänning och detektion: Magnetiska nanopartiklar med förbättrad MCE är värdefulla för avkänningstillämpningar, särskilt för att fånga upp små förändringar i magnetfält. Detta är användbart inom områden som medicinsk diagnostik, där magnetiska nanopartiklar kan hjälpa till att upptäcka anomalier som cancer.

Slutsats:

Applikationer med magnetokalorisk effekt har en enorm potential att revolutioneras av vetenskapen om magnetiska nanopartiklar. Dessa små magnetiska kraftverk har ett betydande inflytande på allt från magnetisk kylning till riktad medicinleverans.