Mokslininkai kuria naujus lengvus, puikių savybių magnetus

Įsivaizduojamas magneto atvaizdavimas remiantis molekulėmis ir jo magnetinėmis savybėmis. Autorius: Rodolphe Clérac

Naujieji lengvi magnetai gali būti pritaikyti realiame pasaulyje.

Tarptautinė tyrėjų komanda, vadovaujama Centre de Recherche Paul Pascal (UMR 5031, CNRS – Bordo universitetas), rado novatorišką būdą kurti puikių fizinių savybių magnetus, kurie gali papildyti arba konkuruoti su tradiciniais neorganiniais magnetais. , kurie yra plačiai naudojami kasdieniuose prietaisuose.

Magnetai yra neatsiejama mūsų kasdienio gyvenimo dalis ir jų yra daugelyje medicinos ir elektronikos prietaisų, įskaitant buitinius prietaisus, elektros variklius ir kompiuterius. Pastaraisiais metais naujų magnetinių medžiagų paklausa labai išaugo. Daugelis tokių medžiagų susideda iš metalinių elementų arba retųjų žemių metalų, kurie gali būti naudojami kambario temperatūroje. 2019 m. Pasaulinė šių neorganinių magnetų rinka buvo įvertinta 19,5 trln. USD ir tikimasi, kad iki 2025 m. Ji pasieks 27,5 trln. USD. Tačiau neorganinių magnetų gamyba gali būti brangi, o prieiga prie jų komponentų dažnai yra ribota.

Dešimtmečius chemikai bandė gaminti didelio našumo magnetus su mažomis energijos ir ekonominėmis sąnaudomis, naudodami daugybę metalo jonų ir nebrangių organinių ligandų molekulinius vienetus. Iki šiol pranešta apie labai mažai magnetų, pagrįstų kambario temperatūroje veikiančiomis molekulėmis, ir nedaug žinomų pavyzdžių sugeba kaupti informaciją.

Naujieji magnetai pritaikomi realiame pasaulyje

Tarptautinė tyrėjų komanda, kuriai vadovauja CNRS tyrėjas Rodolphe Clérac, Bordo universitete atrado naują cheminę strategiją, skirtą koordinavimo tinklams kurti, pagrįstiems magnetais, susidedančiais iš organinių radikalų (molekulės su nesuporuotu elektronu, kad neštų sukinį) ir paramagnetiniu (nugara nešančiu) metalo jonu. sukurti labai stiprią magnetinę sąveiką. Šie naujieji magnetai turi daug pageidaujamų fizinių savybių, įskaitant aukštą veikimo temperatūrą (iki 242 ° C), didelį prievartą (t. Y. Galimybę saugoti informaciją) ir mažą tankį.

Nauji šviesos magnetai, kurių tankis apie 1,2 g cm–3 Daugiau nei 5 g cm vs.–3 iš tikrųjų tradicinių neorganinių magnetų aukšta aplinkos temperatūra siekia iki 7500 Oe (2 laipsnių tvarka didesnė nei anksčiau nurodyta molekulinėse sistemose) ir aukšta darbinė temperatūra, viršijanti dabartinį koordinavimo tinklų rekordą daugiau nei 100 ° C. Be puikių fizinių savybių, šių magnetų sintezės procesas yra gana paprastas ir gali būti lengvai pritaikomas daugeliui metalinių organinių medžiagų, kad paverstų juos metaliniais-organiniais magnetais.

Nors juos palyginti lengva paruošti naujiems magnetams, jie yra labai jautrūs ir labai mažai kristaliniai, tačiau tyrėjai sugebėjo įveikti šias kliūtis, kad galėtų visiškai apibūdinti šiuos magnetus. Šių magnetų elektroninėms ir magnetinėms savybėms tarptautiniu bendradarbiavimu buvo pasirinkta įvairių elementų. Europos sinchrotronų tyrimų priemonės (ESRF) spindulių linijos BM01 ir ID12 buvo būtinos norint suprasti šias medžiagas apie jų struktūrą ir magnetines savybes, tačiau neseniai Suomijos mokslininkų akademijos Aarono Mailmano akademijos tyrimas prisidėjo prie šių magnetų analitinio ir spektroskopinio apibūdinimo. .

Šiame darbe naudojama sintetinė strategija turi būti glaudžiai susijusi su susijusiomis sistemomis ir, nors šie rezultatai yra nauji mažo ir lengvo tankio metalinių-organinių magnetų prievartos ir kritinės temperatūros etalonai, tikiuosi, kad ateities rezultatai paskatins vis daugiau ir daugiau pritaikyti realaus pasaulio technologijas. , sako Aaronas Mailmanas.

Pasak Rodolphe Clérac, „Tiesą sakant, prieš šį darbą aš nesvarstiau savo tyrimų taikymo, nes aš ir mano komanda užsiimame pagrindiniais mokslais, tačiau dabar man aišku, kad šias medžiagas galime naudoti elektroelektroniniuose ir magnetiniuose jutikliuose. Ir įrašymo technologijos, ypač kai svoris yra problema, pavyzdžiui, išmaniuosiuose telefonuose ar palydovuose “, – apibendrino jis.

Nuoroda: Panagota Perlepe, Itziar Oyarzabal, Aaron Mailman, Morgane Yquel, Michail Platunov, Iurii Dovgaliuk, Mathieu Rouzières, Philippe Négrier, Denise Mondieig, Elizaveta Ak “metaliniai magnetai, kurie užsako aukštą aukštos sanglaudos temperatūrą ir 242 ° C”. Suturina, Marie-Anne Dourges, Sébastien Bonhommeau, Rebecca A. Musgrave, Kasper S. Pedersen, Dmitry Chernyshov, Fabrice Wilhelm, Andrei Rogalev, Corine Mathonière ir Rodolphe Clérac, 2020 m. Spalio 30 d., Mokslas.
DOI: 10.1126 / mokslas.abb3861

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujų atradimų apie milijardus mikrobų pavertimą mūsų kūnu pavertimas įvairiomis ligomis

Įvairūs MIT tyrėjai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia žmogaus kūnu įvairiausių ligų gydymu. Įvairūs mokslininkai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia kūnu įvairiausių ligų...

MIT neurologai nustato hipokampo smegenų sąsają, koduojančią įvykių laiką

MIT neuromokslininkai nustatė, kad hipokampo CA2 regione esančios piramidinės ląstelės (žalios) yra atsakingos už kritinės informacijos saugojimą. Kreditas: „Tonegawa Lab“, redagavo „MIT News“ Išvados...

Vibruojančių molekulių naudojimas medžiagos bangų savybėms tirti

HD + molekuliniai jonai (geltonos ir raudonos taškų poros) jonų gaudyklėje (pilka) yra apšvitinti lazerio banga (raudona). Tai sukelia kvantinį šuolį pakeistų molekulių joninės...

Naujas dizainas pagerina naujos kartos perovskitų kraujo ląstelių efektyvumą

Autorius: Davidas L. Chandleris, Masačusetso technologijos institutas 2021 m. Vasario 27 d Šiame paveikslėlyje perovskito fotovoltai fone rodomi su atskirais perovskito kristalais, kurie rodomi kaip...

Naujas odos pleistras nuolat stebi širdies ir kraujagyslių sistemos signalus և biocheminius lygius

Šis minkštas, tamprus pleistras gali vienu metu kontroliuoti jo kraujospūdžio և biocheminį lygį. Paskola Wang laboratorija / San Diegas Kalifornijos universiteto, San Diego,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.