Bayangkan hal ini: Anda sedang berada di dapur Anda, dengan santai mengambil magnet kulkas, hanya untuk menemukan bahwa itu tidak akan melekat pada pintu kulkas Anda.Frustrasi umum ini mengungkapkan kebenaran ilmiah yang menarik tentang magnetisme - kekuatan dasar yang mengatur interaksi antara bahan dengan cara yang lebih kompleks daripada yang kebanyakan sadari.

Magnetisme adalah fenomena fisik yang timbul dari gerakan dan spin elektron dalam bahan.materi menunjukkan sifat magnetik makroskopikBahan diklasifikasikan berdasarkan karakteristik magnetiknya:

Bahan magnetik yang paling umum - besi, kobalt, nikel, dan paduan mereka - menunjukkan daya tarik yang kuat terhadap medan magnet dan dapat mempertahankan magnetisasi, membentuk magnet permanen.Hal ini terjadi melalui interaksi mekanika kuantum antara elektron yang tidak dipasangkan yang menciptakan daerah magnetisasi spontan yang disebut domain.

Bahan seperti aluminium dan platinum menunjukkan lemah,magnetisasi sementara ketika terkena medan magnet karena keselarasan acak spin elektron tak berpasangan yang sebagian diatur di bawah medan eksternal.

Bahan-bahan ini mengandung atom dengan moment magnetik yang berlawanan dengan kekuatan yang sama, sehingga tidak menghasilkan magnetisme bersih.

Mirip dengan antiferromagnet tetapi dengan momen berlawanan yang tidak sama, bahan-bahan ini (seperti ferrit) menunjukkan magnetisme bersih yang lemah.

Semua bahan memiliki sifat lemah ini, menolak medan magnet melalui medan yang berlawanan yang diinduksi dari orbit elektron yang berubah.

• Besi:Komponen utama dari baja, mudah magnetisasi tetapi juga mudah demagnetisasi, membuatnya ideal untuk inti elektromagnet.
• Kobalt:Sebuah bahan magnet keras dengan koersivitas tinggi, dihargai untuk magnet permanen seperti varietas Alnico dan SmCo.
• Nikel:Menawarkan ketahanan korosi dan magnetisme moderat, sering dilapisi untuk meningkatkan sifat ini.
• Baja:Paduan besi-karbon yang sifat magnetiknya bervariasi dengan kandungan karbon √ baja karbon rendah mudah magnetisasi sedangkan versi karbon tinggi kehilangan kekuatan magnetik.
• Gadolinium:Logam bumi langka yang menunjukkan ferromagnetisme di bawah 20 °C, digunakan dalam aplikasi pendinginan dan penyimpanan khusus.

Logam seperti tembaga dan emas menunjukkan magnetisme yang tidak penting karena elektron yang dipasangkan membatalkan momen magnetik.pengenalan elemen ferromagnetik (seperti menambahkan besi ke emas) dapat menginduksi sifat magnetik untuk aplikasi khusus.

Perilaku magnet baja tahan karat tergantung pada struktur kristalnya, ditentukan oleh kandungan krom dan nikel:

• Austenit (304/316):Kandungan nikel yang tinggi menciptakan sifat non-magnetik yang umum dalam peralatan dapur dan peralatan medis.
• Ferritik (430):Nikel rendah tapi kromium tinggi menghasilkan sifat magnetik, digunakan dalam peralatan seperti eksterior kulkas.
• Martensitic:Varian magnetik karbon tinggi yang cocok untuk alat pemotong dan bantalan meskipun ketahanan korosi yang berkurang.

Tes magnet sederhana mengungkapkan jenis yang Anda tangani - jika menempel, stainless steel adalah ferritic atau martensitic.

Bahan seperti kayu, plastik, dan kaca tidak memiliki konfigurasi elektron yang diperlukan untuk pembentukan domain magnetik.Respon diamagnetik atau paramagnetik lemah yang melekat pada mereka menghasilkan kekuatan yang terlalu kecil untuk menarik perhatian.

Dari speaker yang mengubah sinyal listrik menjadi suara melalui magnet bergetar, hingga hard drive yang menyimpan data secara magnetik, dan smartphone yang menggunakan sensor magnetik untuk mendeteksi orientasi.

Pemindai MRI menggunakan medan magnet yang kuat untuk pencitraan internal non-invasif, sementara terapi magnetik (meskipun secara ilmiah diperdebatkan) terus dieksplorasi.

Motor listrik, generator, dan derek magnetik yang menangani beban multi-ton menunjukkan utilitas mekanis magnetisme,dilengkapi dengan teknologi pemisahan mineral dan bantalan magnet tanpa gesekan.

Kereta api maglev yang melayang pada medan magnet mencapai kecepatan yang luar biasa, sedangkan kendaraan listrik bergantung pada prinsip-prinsip magnet untuk pendorong.

• Magnet permanen yang lebih kuat untuk motor hemat energi
• Magnet lunak yang ditingkatkan untuk trafo frekuensi tinggi
• Film magnetik canggih untuk penyimpanan data yang padat
• Bahan multifungsi yang menggabungkan sifat magnetik dengan sifat lain
• Komposisi ramah lingkungan yang meminimalkan ketergantungan terhadap tanah langka

Dari magnet kulkas hingga peralatan medis yang menyelamatkan nyawa, kekuatan magnetisme yang tak terlihat terus merevolusi teknologi sambil menghadirkan batas-batas ilmiah baru untuk eksplorasi.