由信州大学 Ryusuke Futamura 领导的研究小组从微观角度研究了磁性离子液体 (MIL) 对磁场的响应。可以通过将铁磁性纳米粒子分散在溶剂中来制造可以对磁场做出反应的磁性流体。一些不是混合物的纯液体也会对磁场做出反应。例如，氧气在 -200°C 左右是一种液体，会被磁铁吸引。在这项研究中，纯磁性离子液体 Emim[FeCl 4 ] 和 Bmim[FeCl 4 ] 在微观尺度上进行了检查。这些液体在室温下被磁铁吸引，但 Emim[FeCl 4] 在 3.8K 时也经历了从顺磁性到反铁磁性的变化。

铁磁性发生在人们认为是“磁铁”的物体中，例如冰箱磁铁。磁性原子或离子在分子尺度上具有磁偶极子(北和南)，它们彼此相互作用并在其晶体结构中长距离显示铁磁性或反铁磁性。Bmim[FeCl 4 ] 即使在低温下也不会结晶，并且是无定形的或无定形的。本研究表明，即使在这种无定形状态下，也存在短程结构，并且几个磁性离子形成对齐的缔合结构。这被认为是负居里-魏斯温度的原因，可以将其作为宏观物理特性进行观察。

Emim[FeCl 4 ]和Bmim[FeCl 4 ]的液态结构的形成很难研究和理解。液体和无定形物体没有长程有序结构，这意味着此类材料的结构分析是通过 X 射线散射测量和径向分布分析进行的。然而，MIL 是由阳离子和阴离子组成的二元系统。这使得通过普通径向分布分析进行检查变得困难。这就是混合反向蒙特卡罗 (HRMC) 方法的用武之地。它将 X 射线散射测量与分子模拟相结合，清楚地展示了两种 MIL 的精确配位结构。这使得讨论阳离子的阳离子-阳离子、阴离子-阴离子和阳离子-阴离子成为可能。液体结构。

通过使用空间分布函数分析，可以可视化离子配位结构。显示MIL中阳离子周围阴离子配位结构的空间分布函数的温度依赖性可以看出，温度越低，配位球越宽，位置越模糊。研究人员能够从微观角度阐明物质在宏观物理性质中出现的特征。

第一作者 Futamura 专门研究多孔材料的纳米空间。他希望通过结合多孔材料和离子液体来合成新型复合材料。通过将 MIL 限制在多孔材料的纳米空间中，他希望为各种应用创造新的功能材料。这些 MIL 被认为是有机-无机杂化功能材料，具有出色的化学和物理用途潜力。

免责声明： 本文由用户上传，如有侵权请联系删除！

标签： 混合逆蒙特卡罗