湖南
近日，物理学家安娜·帕劳（Anna Palau）研发的微型磁性“花朵”引发了科学界的广泛关注。这些形如花朵的磁性超材料，正改写着人类操控磁场的方式，有望为多个领域带来重大变革。
在扫描电子显微镜下，这种新型超材料就像一朵朵精致的小花，花瓣由铁磁镍铁合金条制成。它的精妙之处在于，能将外部磁场的磁力线聚焦到结构中心，极大地增强局部磁场强度。而且，这些“磁花”的形状、内外半径、花瓣数量和宽度都能调整，十分灵活。
安娜·帕劳介绍说，超材料是人工制造的，其微观结构尺寸小于它要操控的电磁波或热波。她研究的这些磁性微观结构，可应用于数据存储、信息处理、生物医学、催化以及磁传感器技术等多个领域。利用这些“磁花”超材料，能大幅提升磁传感器的灵敏度，因为待检测的磁场在“磁花”中心会被放大。
安娜·帕劳、她的学生阿莱克斯·巴雷拉（Aleix Barrera）和塞尔吉奥·巴伦西亚（Sergio Valencia）在柏林亥姆霍兹中心的BESSY II实验站对“磁花”展开了测试。他们把钴棒放在不同“磁花”的中心，以此作为磁场传感器，进而绘制出钴棒内部的磁畴图。巴伦西亚表示，通过调整“磁花”的形状、大小和花瓣数量等几何参数，就能改变和控制其磁性能。实验结果令人惊喜，磁阻传感器的灵敏度提高了两个多数量级。
这项创新成果为提升小型磁传感器性能、开发多功能磁性元件开辟了新途径。未来，这些微观结构有望在局部产生更强的磁场。以BESSY II的XPEEM实验站为例，他们以往进行成像实验时，能施加的最大磁场约为25毫特斯拉（mT），借助“磁花”这种磁场集中器，局部磁场强度轻松提升到了原来的5倍。这使得研究人员能够在前所未有的条件下研究各类磁性系统，意义重大。
此次微型“磁花”的研发成果已发表于《ACS Nano》杂志，或许在不久的将来，它就会给我们的生活带来更多惊喜。
参考资料：DOI： 10.1021/acsnano.5c00422
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