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近日，物理學(xué)家安娜·帕勞（Anna Palau）研發(fā)的微型磁性“花朵”引發(fā)了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。這些形如花朵的磁性超材料，正改寫著人類操控磁場的方式，有望為多個領(lǐng)域帶來重大變革。

在掃描電子顯微鏡下，這種新型超材料就像一朵朵精致的小花，花瓣由鐵磁鎳鐵合金條制成。它的精妙之處在于，能將外部磁場的磁力線聚焦到結(jié)構(gòu)中心，極大地增強(qiáng)局部磁場強(qiáng)度。而且，這些“磁花”的形狀、內(nèi)外半徑、花瓣數(shù)量和寬度都能調(diào)整，十分靈活。

安娜·帕勞介紹說，超材料是人工制造的，其微觀結(jié)構(gòu)尺寸小于它要操控的電磁波或熱波。她研究的這些磁性微觀結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲、信息處理、生物醫(yī)學(xué)、催化以及磁傳感器技術(shù)等多個領(lǐng)域。利用這些“磁花”超材料，能大幅提升磁傳感器的靈敏度，因?yàn)榇龣z測的磁場在“磁花”中心會被放大。

安娜·帕勞、她的學(xué)生阿萊克斯·巴雷拉（Aleix Barrera）和塞爾吉奧·巴倫西亞（Sergio Valencia）在柏林亥姆霍茲中心的BESSY II實(shí)驗(yàn)站對“磁花”展開了測試。他們把鈷棒放在不同“磁花”的中心，以此作為磁場傳感器，進(jìn)而繪制出鈷棒內(nèi)部的磁疇圖。巴倫西亞表示，通過調(diào)整“磁花”的形狀、大小和花瓣數(shù)量等幾何參數(shù)，就能改變和控制其磁性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人驚喜，磁阻傳感器的靈敏度提高了兩個多數(shù)量級。

這項(xiàng)創(chuàng)新成果為提升小型磁傳感器性能、開發(fā)多功能磁性元件開辟了新途徑。未來，這些微觀結(jié)構(gòu)有望在局部產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場。以BESSY II的XPEEM實(shí)驗(yàn)站為例，他們以往進(jìn)行成像實(shí)驗(yàn)時，能施加的最大磁場約為25毫特斯拉（mT），借助“磁花”這種磁場集中器，局部磁場強(qiáng)度輕松提升到了原來的5倍。這使得研究人員能夠在前所未有的條件下研究各類磁性系統(tǒng)，意義重大。