Récemment, utilisant l'aimant supraconducteur SM1, un grand appareil scientifique avec un champ magnétique élevé en régime permanent, les scientifiques ont effectué des recherches sur des matériaux fonctionnels spéciaux et ont découvert que des champs magnétiques élevés peuvent réguler efficacement le taux, chemin de réaction et produits de réaction des réactions chimiques. Les résultats ont été publiés dans le Journal des lettres de chimie physique .

La recherche a été menée par une équipe de chercheurs du High Magnetic Field Laboratory et de l'Institute of Solid State Physics des Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Académie chinoise des sciences (CAS), et l'Université d'Anhui.

La maîtrise de la vitesse et des produits des réactions chimiques est l'enjeu central de la recherche dans le domaine de la chimie et de la science des matériaux. Comme la température et la pression, le champ magnétique est un paramètre thermodynamique de base important, qui peut agir directement sur les composants de base de la matière (noyau et électrons extranucléaires) par transfert d'énergie sans contact, affectant alors les propriétés physiques et chimiques de la matière.

« Si le champ magnétique, en particulier le champ magnétique élevé, peut être introduit dans la réaction chimique de synthèse des matériaux, il aidera, espérons-le, l'humanité à découvrir de nouveaux effets magnétron et à créer de nouvelles substances, " a déclaré le professeur Sheng Zhigao, qui dirigeait l'équipe.

Comment les champs magnétiques élevés réguleront-ils les réactions chimiques et la synthèse des matériaux ? En 2016, l'équipe a trouvé Physicsmagnetron Fe 3 O 4 synthèse de structure creuse magnétique. Deux ans plus tard, ils ont découvert l'effet d'accélération magnétique de la structure creuse nano Si non magnétique et l'effet magnéto-catalytique du Zn/CuSO 4 réaction redox basique. Ensuite, ils ont choisi la réaction de remplacement galvanique classique pour poursuivre l'étude de la réaction chimique du magnétron.

Avec l'aide de l'aimant supraconducteur SM1 et de son équipement de synthèse de réaction chimique magnétron, l'équipe de recherche a mené une étude systématique sur les effets magnétiques (taux de magnétron, produit magnétron) de la réaction de déplacement électrique entre Mn 3 O ⁴ et Fe 2 ⁺ .

Les derniers résultats de recherche ont montré que le champ magnétique peut accélérer efficacement la réaction de déplacement électrique entre Mn 3 O ⁴ et Fe 2 ⁺ . Par conséquent, la vitesse de réaction de Mn 3 O ⁴ et Fe 2 ⁺ pour préparer des nanomatériaux creux est considérablement augmenté, C'est, le champ magnétique a un effet catalytique équivalent.

C'est la première fois que des chercheurs découvrent un effet Kirkendall caché qui pourrait être induit par un fort champ magnétique dans le système de réaction, C'est, un champ magnétique induit une nouvelle réaction.

Ce nouvel effet a été déclenché par un champ magnétique élevé puis accéléré par un champ magnétique, rivalisant avec la réaction de déplacement électrique d'origine et agissant ensemble sur le système de réaction, affectant ainsi efficacement le produit de l'ensemble de la réaction chimique.

"Les résultats de cette série d'études sur les réactions chimiques magnétron ont non seulement confirmé que les champs magnétiques élevés jouent un rôle important et un grand potentiel dans la régulation des réactions chimiques, mais ont également fourni de nouvelles voies et opportunités pour la synthèse magnétron de matériaux fonctionnels spéciaux, " a déclaré le professeur SHENG.