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

Vědci navrhují vzorky tekutých krystalů s vlastním pohonem

Nový výzkum ukazuje, že pohyb tekutých krystalů lze použít k nasměrování vývoje autonomních materiálů, které dokáží snímat vstupy, zesilovat signály a dokonce vypočítávat informace....

Činnosti v rizikových kruzích mozku mohou předpovídat změny cen akcií

Podle Společnost pro neurovědy 8. března 2021 Celý mozek potvrzuje, že aktivita v predikovaných oblastech předpovídá směr a skloňování ceny akcií. Nahoře, směr ceny akcií:...

Nenásytná poptávka po konopí vytváří obrovskou uhlíkovou stopu

Emise skleníkových plynů z životního cyklu pěstování konopí modelované v USA po celém světě Uznání: Hailey Summers / Colorado State University Vědci z Colorado State...

Hubble objevil nádhernou hvězdnou školku

po Evropská kosmická agentura / Hubble 8. března 2021 AFGL 5180, školka krásných hvězd v souhvězdí Blíženců (Gemini), byla zachycena Hubbleovým kosmickým dalekohledem. Poděkování: ESA /...

Biologové a matematici z MIT odhalují, jak se vajíčka tak zvětšují

Zasunuté ošetřovatelské buňky ovocných mušek vytlačují jejich obsah do velké vaječné buňky. Uznání: Jasmine Imran Elsus Růst vajec závisí na fyzikálních jevech, které brání...

Newsletter

Subscribe to stay updated.