什么是细菌的磁导航？ 20世纪80年代初，科学家发现了一种“磁性细菌”，它们生长在盐碱沼泽地的沉积泥里，总是顺着地磁场磁力线的方向向北运动。当科学家用外加磁场来影响它时，细菌就会随之改变行进的方向。麻省理工学院的理查德教授发现这种细菌体内含的磁铁成分比一般细菌高10倍。在电子显微镜下，细菌体内的磁性小颗粒，有规则地排成列，每一列长0.5微米，犹如一串珠子，行列的前端指向地磁S极，另一端位于鞭毛，鞭毛摆动时，细菌就向北方前进。方位很准，以致大家都叫它“活的指南针”。这一奇特现象引起了许多研究者的关注。对这种后来称为磁性细菌或称向磁性细菌的大量的观测和研究取得了许多重要的结果。①分别在北半球的美国、南半球的新西兰和赤道附近的巴西对这种磁性细菌的观测研究表明，这种磁性细菌在北半球是沿着地球磁场方向朝北和水下游动，而在南半球却是逆着地球磁场方向朝南和水下游动，但在赤道附近则既有朝北游动的，也有朝南游动的。②由细菌体分析研究表明，在这种长条形细菌体中，沿长条轴线排列着大约20颗细黑粒。这些细黑粒是直径约50纳米的强磁性Fe3O4。③将这种细菌在不含铁的培养液中培养几代后，其后代体内便不再含有Fe3O4细粒，同时也不再具有沿地球磁场。
超顺磁性的特点 超顺磁性行为有两个最重要的特点：一是如果以磁化强度M为纵坐标，以H/T为横坐标作图（H是所施加的磁场强度，T是绝对温度），则在单畴颗粒集合体出现超顺磁性的温度范围内，分别在不同的温度下测量其磁化曲线，这些磁化曲线必定是重合zd在一起的。二是不会出现磁滞，即集合体的剩磁和矫顽力都为零。当铁磁体或亚铁磁体的尺寸足够小的时候，由于热骚动影响，这些纳米粒子会随机地改变方向。假设没有外磁场，则通常它们不会表现出磁性。但是，假设施加外磁场，则会被磁化，就像顺磁性一样，而且磁化率回超大于顺磁体的磁化率。对于磁性集合体来说，有两个量很重要：一是出现超顺磁性的临界尺寸（直径）Dp。如果颗粒系统的温度保持恒定，则只有当颗粒尺寸D≤Dp才有可能呈现超顺磁性，该直径小于单畴颗粒的临界直径。二是截止温度TB，对于足够小的磁性颗粒，存在一特征温度TB，当温度T时，颗粒呈现强磁性（铁磁性或亚铁答磁性）；T≥TB时，颗粒呈现超顺磁性。
超顺磁性的介绍 超顺磁性（Superparamagnetism）是指颗粒小于临界尺寸时具有单畴结构的铁磁物质，在温度低于居里温度且高于转变温度（Block Temperature）时 表现为顺磁性特点，但在外磁场作用下其顺磁性磁化率远高于一般顺磁材料的磁化率，称为超顺磁性。临界尺寸与温度、材料有关，铁磁性转变成超顺磁性的温度常记为TB，称为转变温度。超顺磁性随磁场的变化关系不存在磁滞现象，这与一般顺磁性相同。但在整个颗粒内存在自发磁化，即各原子磁矩的取向基本一致，只是整体磁矩的取向因受热运动的作用而随时在变化。在转变温度以下时，颗粒的磁矩沿各向异性的易轴方向取向，故整个材料表现为铁磁性。
