在保罗·谢尔研究所（PSI）的研究人员利用十亿个小磁铁创建了一种合成材料。令人惊讶的是，现在看来，这种所谓超材料的磁特性随温度而变化，因此它可以呈现不同的状态;就像水具有气态、液态和固态。利用纳米磁铁制成的这种材料很可能被细化并应用于未来的电子行业- 如用于更有效的信息传递。

一种合成材料 – 由十亿个纳米磁铁制成 -根据温度呈现不同的聚合状态：所谓超材料表现出相变，很像汽，水和冰之间。该现象是由PSI的 Laura Heyderman为首的研究小组发现的。 “我们都感到惊讶和兴奋，” Heyderman解释到。 “只有复杂系统能够显示相变”。因为复杂的系统可以提供各种新的信息传递，新的研究结果还表明，PSI研究人员的超材料在这方面将是一个潜在的候选者。

合成超材料的主要优点是实际上它可自由定制。然而天然材料的单个原子无法在这样宏大的规模下精准的进行重新排列，研究人员说这对于纳米磁铁是可能的。

纳米磁铁的蜂窝

磁铁只有63纳米长，形状大致像是米粒。研究人员使用了非常先进的技术，将这十亿个微小颗粒放置在平面基板上，形成一个大型的蜂巢图案。纳米磁铁所覆盖的总面积为无五乘五毫米。

得益于特殊的测量技术，科学家们开始研究在室温下超材料的集体磁行为。在这里磁场方向没有秩序：磁北极和南极随机指向一个或另一个方向。

然而，当研究人员逐渐不断的冷却超材料，他们达到一个更加有序的状态：此时小磁铁比以前更加注意彼此。随着温度的进一步下降，其变得更加有序，其中磁性排列几乎冻结。当水冻结成冰时水分子的长程有序也以类似的方式在增加。 “我们被这个事实迷住了，我们的合成材料显示出相变这种日常现象，”Heyderman说。

超材料可定制

在接下来的步骤中，研究人员可能通过改变纳米磁铁的大小、形状和布置影响了这些磁性的相变。这使得新物质状态的创造，可能导致最终的应用：“这一切的美：将来量身定制的相变可以使超材料专门用于不同的需求，” Heyderman解释说。

除了其在信息传输的潜在用途，，该超材料也证明在数据存储或测量磁场的传感器上是有用的。它可能在自旋电子学中普遍使用，因此未来在新型计算机技术的电子设备中的发展也充满希望。

研究人员用来揭示纳米磁体的磁取向以及超材料性能的测量只能在PSI进行。该设备在SμS，这是全世界唯一的，通过叫做μ介子的外来基本粒子提供粒子束，它可以用于研究纳米磁性性质。该项目是与苏格兰圣安德鲁斯大学Stephen Lee领导的研究小组的合作。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶    校正：摩天轮