 ايجاد خاصيت مغناطيسي در خوشه‌هاي نقره‌يي 
1385/03/23 11:48
  طبق شبيه‌سازي‌هاي رايانه‌يي جديد انجام شده توسط فيزيكدانان اسپانيايي، اتم‌هاي نقره هنگامي كه در كنار يكديگر و به صورت دسته‌هاي كوچك قرار گيرند خاصيت آهنربايي پيدا مي‌كنند.  به گزارش سرويس «فن‌آوري» ايسنا، از آنجا كه توده اتم‌هاي نقره در حالت عادي ديامغناطيس هستند اين پديده تعجب‌آور مي‌باشد.  اگر محققان بتوانند همين شبيه‌سازي رايانه‌اي را در محيط واقعي آزمايشگاهي هم انجام دهند، خوشه‌هاي نقره‌يي مغناطيسي كه به اين ترتيب به دست آيند تنوع و گسترده‌اي در زيست پزشكي خواهند يافت. خوشه‌هاي اتمي و يوني نوعي ماده بين حالت تك اتمي و توده را تشكيل مي‌دهند.  از خوشه‌هاي فلزي به طور گسترده به عنوان بلور استفاده مي‌شود زيرا نسبت سطح به حجم بسيار بالايي دارند كه اين امر باعث تسريع واكنش‌هاي شيميايي مي‌شود.  اخيرا پژوهشگران به دنبال بررسي امكان استفاده از خوشه‌هاي مغناطيسي در كاربردهاي زيست پزشكي از قبيل جداسازي سلول‌هاي زيستي برچسب‌دار براي بهبود دارورساني و نيز بهبود وضوح تصوير MRI هستند.  بررسي جديدي كه Manuel Pereiro و همكارانش در دانشگاه سانتياگو انجام داده‌اند شامل انجام محاسبات پيچيده كاربردي با استفاده از بسته‌هاي نرم‌افزاري رايانه‌يي ساده بود.  محاسباتي كه اين محققان انجام دادند شامل حل معادله شرودينگر مربوط به گروهي از اتم‌هاي خوشه و جستجو براي يافتن خوشه‌هايي با پائين‌ترين انرژي و در نتيجه بالاترين پايداري بود.  به اين منظور پژوهشگران نمونه‌هاي بسيار زيادي از شكل‌هاي هندسي شامل 2 تا 22 اتم نقره را به روش آزمون و خطا مورد تحليل قرار دادند.  در مرحله بعد از ميان اين خوشه‌ها دانشمندان ساختارهاي با بالاترين ممان مغناطيسي را مورد توجه قرار دارند و دريافتند كه بالاترين ممان مغناطيسي به دسته‌هاي 13 اتمي نقره مربوط مي‌شود.  به نظر اين محققان، علت چنين پديده‌اي تقارن بسيار بالاي بيست وجهي اين خوشه‌ها است. اين تقارن باعث مي‌شود تا اربيتال‌هاي اتمي نقره از هم جدا شوند و يا اينكه داراي انرژي برابر شوند كه چنين حالتي باعث ايجاد خاصيت مغناطيسي دراين ساختارها مي‌شود.  ممان مغناطيسي هر اتم در خوشه‌هاي با كمتر از 13 اتم كمتر خواهد بود، زيرا تقارن بيست وجهي آنها كامل نبوده و در هم ريخته است. پائين‌تر بودن ممان مغناطيسي خوشه‌هاي كوچك‌تر هم به شكل متفاوت و ناپايدار آنها مربوط مي‌شود.  به عقيده پژوهشگران، خوشه 13 اتمي نقره به دليل آن كه اتم‌هاي انتهاي اين خوشه الكترون‌ها را به اتم‌هاي مياني منتقل مي‌كنند، مغناطش بالايي دارند، زيرا به اين ترتيب اتم‌هاي مياني پايداري بيشتري از لحاظ انرژي مي‌يابند.  به گزارش ايسنا از ستاد ويژه توسعه فن‌آوري نانو، اين انتقال بار، مغناطش اتم‌هاي مياني را كاهش داده و در عوض باعث افزايش مغناطش اتم‌هاي خارجي مي‌شود.  علت اين پديده آن است كه با انتقال الكترون، تعداد اربيتال‌هايي كه به طور نيم‌پر (اربيتال‌هاي با اسپين جفت نشده) مي‌باشند، افزايش يافته و تعداد اتم‌هاي داخلي داراي اسپين‌هاي جفت نشده كاهش مي‌يابد.  در مجموع با اين كار، ممان مغناطيسي توسط خوشه‌هاي 13 اتمي نقره افزايش مي‌يابد و در نتيجه مي‌توان آنها را در صنعت دارو و پزشكي بكار برد زيرا مي‌توانند در دارورساني كاربرد داشته باشند.  به نظر دانشمندان تاييد خاصيت مغناطيسي اين خوشه‌ها در آزمايشگاه فرصتي طلايي براي محققان را فراهم مي‌آورد.   