Vědci navrhují nový lehký magnet s jedinečnými vlastnostmi

Fotografický popis magnetu je založen na molekule a jejích magnetických vlastnostech. Uznání: Rodolphe Clérac

Nové lehké magnety s možnými aplikacemi v reálném světě.

Mezinárodní skupina vědců vedená Centre de Recherche Paul Pascal (UMR 5031, CNRS – University of Bordeaux) objevila nový způsob konstrukce magnetů s jedinečnými fyzikálními vlastnostmi, díky nimž mohou doplňky, nebo dokonce v konkurenci s tradičními anorganickými magnety, jsou široce používány v každodenním použití.

Magnety jsou nedílnou součástí našeho každodenního života a lze je najít v mnoha lékařských a elektronických zařízeních, včetně domácích spotřebičů, elektrických motorů a počítačů. Poptávka po nových magnetických materiálech v posledních letech dramaticky vzrostla. Mnoho takových materiálů se skládá z kovových prvků nebo kovů vzácných zemin, které lze použít při pokojové teplotě. Do roku 2019 bude celosvětový trh s anorganickými magnety stát 19,5 miliardy USD a očekává se, že do roku 2025 dosáhne 27,5 miliardy USD. Výroba anorganických magnetů však může být nákladná a přístup k jejich součástem je vždy zajištěn.

Po celá desetiletí se chemici pokoušeli vytvořit magnety s vysokým výkonem při nízkých nákladech na energii a finance pomocí molekulárních jednotek mnoha kovových iontů a levných organických ligandů. V současné době je zaznamenáno pouze několik molekul založených na molekule působící při pokojové teplotě a některé známé příklady neukládají informace.

Nové magnety mají možné uplatnění v reálném světě

Mezinárodní tým vědců vedený výzkumníkem CNRS Rodolphe Clérac z univerzity v Bordeaux objevil novou chemickou strategii pro navrhování magnetů založenou na koordinačních sítích složených z organický radikál (molekula obsahující nepárový elektron, tedy nesoucí spin) a paramagnetický (spin-spin) kovový iont za vzniku velmi silné magnetické vazby. Tyto nové magnety mají mnoho požadovaných fyzikálních vlastností, včetně vysoké provozní teploty (až 242 ° C), vysokého tlaku (tj. Schopnosti ukládat informace) a malých tloušťka.

Nový lehký magnet má hustotu kolem 1,2 g cm-3 ve srovnání s více než 5 g cm-3 pro tradiční anorganické magnety vykazuje vysoký tlak pokojové teploty až 7500 Oe (o 2 řády vyšší než dříve u molekulárních systémů) a vysoká teplota fungují nad rámec současného záznamu koordinačních sítí nad 100 ° C. Kromě jedinečných fyzikálních vlastností je proces syntézy těchto magnetů přímý a lze jej snadno použít v mnoha kov-organické materiály pro konverzi kov-organických magnetů.

Navzdory snadné přípravě nových magnetů jsou velmi citlivé na vítr a krystalické, ačkoli vědci tyto bariéry odstranili, aby mohli tyto magnety plně identifikovat. Elektronika a magnetické vlastnosti těchto magnetů jsou zavedeny do vybraného prvku prostřednictvím rozsáhlé mezinárodní spolupráce. Zatímco paprsky BM01 a ID12 Evropského výzkumného zařízení pro synchrotron (ESRF) jsou klíčem k pochopení těchto materiálů z hlediska jejich strukturních a magnetických vlastností, nedávný výzkum Finské akademie Aaron Mailman přispěl k analytické a spektroskopické charakterizaci magnetů. .

Strategická syntetika použitá v této práci by měla být zvláště použitelná pro související systémy a protože tyto výsledky představují nová měřítka pro tlak a kritickou teplotu, zkrátka velké, lehké kovy organické magnety, očekávám, že budoucí výsledky přinese další vylepšení a realismus. -Aplikace světové technologie ” podle Aarona Mailmana.

Rodolphe Clérac říká: „„ Vlastně jsem před touto prací neuvažoval o svých výzkumných aplikacích, zatímco se svým týmem děláme základní vědu, ale je mi jasné, že je můžeme použít materiál magnetoelektronických, magnetických senzorů. a technologie záznamu, zejména pokud je problém s hmotností, například na smartphonech nebo satelitech, “uzavřel.

Reference: „Metal-organické magnety s vysokým tlakem a teplotním řádem do 242 ° C“, autor: Panagiota Perlepe, Itziar Oyarzabal, Aaron Mailman, Morgane Yquel, Michail Platunov, Iurii Dovgaliuk, Mathieu Rouzières, Philippe Négrier, Denise Mondieig, Elizaveta A. Suturina, Marie-Anne Dourges, Sébastien Bonhommeau, Rebecca A. Musgrave, Kasper S. Pedersen, Dmitry Chernyshov, Fabrice Wilhelm, Andrei Rogalev, Corine Mathonière a Rodolphe Clérac, 30. října 2020, Věda.
DOI: 10.1126 / science.abb3861

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Lipidy na membráně mozkových buněk jsou kvůli léčbě Alzheimerovy choroby většinou přehlíženy

Byly vytvořeny vazby mezi lipidovou nerovnováhou a onemocněním, kdy změny lipidů zvyšují tvorbu amyloidových plaků, což je rys Alzheimerovy choroby. Tato nerovnováha inspirovala...

Astrofyzici jsou překvapeni neočekávanými účinky černých děr mimo jejich vlastní galaxie

Umělecká kompozice supermasivní černé díry, která reguluje vývoj jejího prostředí. Autor obrázku: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) a Dylan Nelson (Illustris-TNG) Ve středu téměř každé...

Největší australský dinosaurus – jižní titán – právě vstoupil do knih rekordů!

Australotitan cooperensis, „Southern Titan of the Cooper“. Fotografický kredit: Vlad Konstantinov, Scott Hocknull © Eromanga Natural History Museum Co je to basketbalové hřiště tak...

„Paralelní reaktory“ na bázi fotonických krystalových vláken odhalují kolektivní analogie hmotných a solitárních molekul

A. Schéma paralelních optických solitonových reaktorů založené na dutině prstencového vláknového laseru s režimem blokování. Časová optomechanická (OM) mříž umožněná fotonickými krystalovými...

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Newsletter

Subscribe to stay updated.