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尖晶石是化学式为AB2O4的氧化物，其中A是二价金属阳离子（正离子），B是三价金属阳离子，O是氧。尖晶石的价值在于其分子的美丽的空间构型，而三价阳离子B由铬元素(Cr)组成的尖晶石，其有趣的原因与美学无关。它们具有磁性，具有丰富的潜在技术应用，包括气体传感器、药物载体、数据存储介质和电信系统的组件等。
巴西和印度研究人员的一项研究调查了一种特殊的尖晶石：掺锌的锰铬铁矿。这种材料的纳米粒子由公式Mn0.5Zn0.5Cr2O4[其中锰(Mn)和锌(Zn)构成了A位点二价阳离子]描述，在实验室里合成了这种材料的纳米粒子，并通过基于密度函数理论(DFT)的计算进行了表征，密度函数理论是一种源于量子力学的方法，用于解决复杂晶体结构的固态物理和化学。
通过X射线衍射、中子衍射、X射线光电子能谱和拉曼光谱测定了该材料的结构、电子、振动和磁特性。该研究报告发表在《JournalofMagnetismandMagneticMaterials》杂志上，题目是Structural,electronic,vibrationalandmagneticpropertiesofZn2+substitutedMnCr2O4nanoparticles。
参与该研究的巴西科学家隶属于功能材料研究与开发中心（CDMF），该中心是圣保罗研究基金会-FAPESP支持的研究、创新与传播中心（RIDCs）之一。
在19开尔文（-.15摄氏度）下建立了顺磁到反磁的相变。顺磁材料被外部磁场吸引，因为它们的原子或分子中每个原子或分子都有一个自旋未配对的电子。磁性材料有多个有组织的未配对电子，这些电子的累积效应产生磁吸引力。在反磁或反铁磁性材料中，所有电子的自旋是成对的，因此，每一个自旋向上的电子，就有一个自旋向下的电子。因此，它们对适度的外部磁场的存在没有明显的反应。
我们之所以对这种材料感兴趣，是因为它的磁特性，该研究的作者之一ElsonLongo说。Longo是巴西圣保罗州圣卡洛斯联邦大学（UFSCar）化学系的名誉教授，也是CDMF的主要研究者。
传统的研究是从系统整体的角度出发，笼统地考虑磁特性，而我们开发出了一种量子力学方法，可以根据材料的晶体结构表面的形态来确定磁特性。Longo说。甚至在合成任何材料之前，我们就能从理论上预测出它的磁特性。在这个特定的情况下，我们期望锌能促进表面具有磁性能的增加，而这确实发生了。
根据Longo的说法，要想正确理解一个晶体，应该从三个不同的尺度上考虑。在远距离上，我们有整个晶体。在短距离上，我们拥有的是最小的原子团。在中距离上，我们有两个或两个以上的原子团相互作用。如果一个原子团是完全有序的，它不会显示出顺磁行为，更不用说磁行为了，因为每一个自旋上扬的电子，就会有一个偏移的自旋下扬电子。然而，如果发生任何变化，例如化学键角发生改变，则可能会出现未配对的电子，材料可能会变得顺磁甚至磁性，他说。
这种干扰也可能是中距离相互作用的结果。因此，中短距离和中距离的变化都会产生磁性。同一种材料会因为某些参数的变化而表现出不同的特性，这与材料的合成方式有关。
CDMF正在进行研究，集中在确定具有杀菌特性的非常廉价的材料。其中一个应用将是生产包装，以延长食品的保质期。另一个重点是鉴定具有抗癌特性的无机材料。第三条研究路线是寻找能够分解有机分子并将其转化为碳气和水的光降解材料。这些材料可以用来清理被污染物污染的河流。Longo说。