Diagrama esquemático del campo magnético que controla la velocidad y los productos de la reacción química. Crédito:DING Wei
Recientemente, utilizando el imán superconductor SM1, un gran dispositivo científico con un alto campo magnético en estado estable, Los científicos llevaron a cabo investigaciones sobre materiales funcionales especiales y descubrieron que los campos magnéticos altos pueden regular eficazmente la velocidad, ruta de reacción y productos de reacción de reacciones químicas. Los resultados fueron publicados en el Revista de letras de química física .
La investigación fue realizada por un equipo de investigadores del Laboratorio de Alto Campo Magnético y el Instituto de Física del Estado Sólido de los Institutos de Ciencias Físicas de Hefei (HFIPS), Academia de Ciencias de China (CAS), y Universidad de Anhui.
Controlar la velocidad y los productos de la reacción química es el tema central de la investigación en el campo de la química y la ciencia de los materiales. Como la temperatura y la presión, el campo magnético es un parámetro termodinámico básico importante, que puede actuar directamente sobre los componentes básicos de la materia (núcleo y electrones extranucleares) a través de la transferencia de energía sin contacto, luego afectando las propiedades físicas y químicas de la materia.
"Si el campo magnético, especialmente el alto campo magnético, se puede introducir en la reacción química de la síntesis de materiales, Se espera que ayude a la humanidad a descubrir nuevos efectos de magnetrón y a crear nuevas sustancias. "dijo el profesor Sheng Zhigao, quien lideró el equipo.
¿Cómo regularán los campos magnéticos elevados las reacciones químicas y la síntesis de materiales? En 2016, el equipo encontró Physicsmagnetron Fe 3 O 4 síntesis de estructura hueca magnética. Dos años después, descubrieron el efecto de aceleración magnética de la nanoestructura hueca de Si no magnética y el efecto magnetocatalítico del Zn / CuSO 4 reacción redox básica. Luego eligieron la clásica reacción de Reemplazo Galvánico para continuar con el estudio de la reacción química del magnetrón.
Con la ayuda del imán superconductor SM1 y su equipo de síntesis de reacción química de magnetrón de soporte, El equipo de investigación realizó un estudio sistemático sobre los efectos magnéticos (tasa de magnetrón, producto magnetrón) de la reacción de desplazamiento eléctrico entre Mn 3 O 4 y Fe 2 + .
Los últimos resultados de la investigación mostraron que el campo magnético puede acelerar eficazmente la reacción de desplazamiento eléctrico entre Mn 3 O 4 y Fe 2 + . Como resultado, la velocidad de reacción de Mn 3 O 4 y Fe 2 + para preparar nanomateriales huecos aumenta significativamente, es decir, el campo magnético tiene un efecto catalítico equivalente.
Esta es la primera vez que los investigadores encuentran un efecto Kirkendall oculto que podría ser inducido por un fuerte campo magnético en el sistema de reacción. es decir, un campo magnético indujo una nueva reacción.
Este nuevo efecto fue provocado por un campo magnético alto y luego acelerado por un campo magnético, compitiendo con la reacción de desplazamiento eléctrico original y actuando juntos en el sistema de reacción, afectando así eficazmente el producto de toda la reacción química.
"Los resultados de esta serie de estudios sobre reacciones químicas de magnetrones no solo confirmaron que los campos magnéticos altos juegan un papel importante y un gran potencial en la regulación de reacciones químicas, sino que también proporcionaron nuevos caminos y oportunidades para la síntesis de magnetrones de materiales funcionales especiales". "dijo el Prof. SHENG.
