Centre de Physique du Globe de Dourbes

La caractérisation magnétique est également une méthode fréquemment utilisée pour mener des recherches fondamentales sur les matériaux produits artificiellement. Les domaines d'application sont par exemple

• les études de la matière condensée pour l'analyse de la supraconductivité à basse et haute température, des films paramagnétiques, des verres de spin, des structures en couches et autres structures dans une large gamme de températures et de champs
• les sciences des matériaux pour la caractérisation magnétique des alliages amorphes, des matériaux nanocomposites, des films minces, des supraconducteurs et autres matériaux.
• la magnétochimie pour l'analyse de l'interaction entre les champs magnétiques et les structures moléculaires atomiques, par exemple les métalloprotéines telles que l'oxyhémoglobine, les liquides ioniques magnétiques ou les composés de terres rares tels que le gadolinium. Ce dernier est utilisé comme agent de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM).

Les mesures des propriétés magnétiques sont utilisées pour l'ingénierie des (nanomatériaux) magnétiques, afin de vérifier si le processus de synthèse a permis de créer un matériau présentant les propriétés magnétiques spécifiques souhaitées. Cet aspect est important pour le développement de nanosphères magnétiques destinées à des applications médicales, techniques et environnementales. Par exemple, les mesures de l'aimantation à saturation près du zéro absolu et les courbes d'aimantation à température ambiante peuvent être utilisées pour déterminer les distributions de taille des nanoparticules magnétiques.

^{Exemple de détermination de la taille des grains magnétiques des nanoparticules superparamagnétiques d'un ferrofluide (cf. explication ci-dessous). La courbe d'aimantation induite (points) de nanoparticules de magnétite sèche enrobées est ajustée avec la fonction de Langevin (ligne rouge) en tenant compte de la distribution de la taille des grains et de l'enrobage paramagnétique des nanoparticules. La taille nominale des particules fournie par le fabricant est de 10 nm. Les paramètres d, σ et χpara désignent respectivement le diamètre moyen des particules de la distribution, la largeur de la distribution et la susceptibilité paramagnétique du revêtement.}

Les ferrofluides sont constitués d'un fluide porteur qui contient une suspension colloïdale de particules cristallines de taille nanométrique, enrobées d'une substance organique. Les ferrofluides sont fortement magnétisés lorsqu'ils sont exposés à des champs magnétiques. En biomédecine, les ferrofluides sont utilisés par exemple pour :

• la séparation cellulaire
• la magnétofection, c'est-à-dire le transfert d'acides nucléiques adhérant à des nanoparticules magnétiques enrobées vers des cellules cibles au moyen de champs magnétiques
• l'hyperthermie magnétique, c'est-à-dire le traitement des tumeurs en exploitant la chaleur générée par les ferrofluides lorsqu'ils sont exposés à un champ magnétique alternatif