Diagramma schematico del campo magnetico che controlla la velocità e i prodotti della reazione chimica. Credito:DING Wei
Recentemente, utilizzando il magnete superconduttore SM1, un grande dispositivo scientifico con un alto campo magnetico stazionario, gli scienziati hanno condotto ricerche su materiali funzionali speciali e hanno scoperto che i campi magnetici elevati possono regolare efficacemente la velocità, percorso di reazione e prodotti di reazione di reazioni chimiche. I risultati sono stati pubblicati nel Journal of Physical Chemistry Letters .
La ricerca è stata condotta da un team di ricercatori dell'High Magnetic Field Laboratory e dell'Institute of Solid State Physics degli Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Accademia cinese delle scienze (CAS), e l'Università dell'Anhui.
Il controllo della velocità di reazione chimica e dei prodotti è il problema centrale della ricerca nel campo della chimica e della scienza dei materiali. Come la temperatura e la pressione, il campo magnetico è un importante parametro termodinamico di base, che può agire direttamente sui componenti di base della materia (nucleo ed elettroni extranucleari) attraverso il trasferimento di energia senza contatto, quindi influenzare le proprietà fisiche e chimiche della materia.
"Se il campo magnetico, soprattutto l'alto campo magnetico, può essere introdotto nella reazione chimica di sintesi materiale, si spera che aiuterà l'umanità a scoprire nuovi effetti del magnetron e a creare nuove sostanze, " ha detto il prof. Sheng Zhigao, che guidava la squadra.
In che modo i campi magnetici elevati regoleranno le reazioni chimiche e la sintesi dei materiali? Nel 2016, il team ha scoperto Physicsmagnetron Fe 3 oh 4 sintesi magnetica della struttura cava. Due anni dopo, hanno scoperto l'effetto di accelerazione magnetica della struttura cava Si nano non magnetica e l'effetto magneto-catalitico dello Zn/CuSO 4 reazione di ossidoriduzione di base. Quindi hanno scelto la classica reazione di sostituzione galvanica per svolgere ulteriormente lo studio della reazione chimica del magnetron.
Con l'aiuto del magnete superconduttore SM1 e del suo supporto per la sintesi della reazione chimica del magnetron, il gruppo di ricerca ha condotto uno studio sistematico sugli effetti magnetici (tasso di magnetron, prodotto magnetron) della reazione di spostamento elettrico tra Mn 3 oh 4 e Fe 2 + .
Gli ultimi risultati della ricerca hanno mostrato che il campo magnetico può accelerare efficacemente la reazione di spostamento elettrico tra Mn 3 oh 4 e Fe 2 + . Di conseguenza, la velocità di reazione di Mn 3 oh 4 e Fe 2 + per preparare nanomateriali cavi è notevolmente aumentato, questo è, il campo magnetico ha un effetto catalitico equivalente.
Questa è la prima volta che i ricercatori hanno scoperto un effetto Kirkendall nascosto che potrebbe essere indotto da un forte campo magnetico nel sistema di reazione, questo è, un campo magnetico ha indotto una nuova reazione.
Questo nuovo effetto è stato innescato da un alto campo magnetico e poi accelerato da un campo magnetico, competendo con la reazione di spostamento elettrico originale e agendo insieme sul sistema di reazione, influenzando così efficacemente il prodotto dell'intera reazione chimica.
"I risultati di questa serie di studi sulle reazioni chimiche del magnetron non solo hanno confermato che i campi magnetici elevati svolgono un ruolo importante e un grande potenziale nella regolazione delle reazioni chimiche, ma hanno anche fornito nuovi percorsi e opportunità per la sintesi del magnetron di materiali funzionali speciali, " ha detto il Prof. SHENG.
