Ang mga siyentista ay nagdidisenyo ng mga bagong magaan na magnet na may mahusay na mga pag-aari

Ang larawan na representasyon ng isang magnet na batay sa isang Molekyul at mga katangian ng magnetiko. Kredito: Rodolphe Clérac

Ang mga bagong magneto ng ilaw ay may mga posibleng application sa totoong mundo.

Ang isang internasyonal na pangkat ng mga siyentipiko na pinangunahan ng Center de Recherche Paul Pascal (UMR 5031, CNRS – University of Bordeaux) ay natuklasan ang isang bagong paraan ng paggawa ng mga magnet na may mahusay na mga pisikal na katangian na maaaring umakma o makipagkumpitensya pa rin sa mga tradisyonal na magnet na hindi organisado na malawakang ginagamit sa pang-araw-araw na kagamitan.

Ang magnet ay isang mahalagang bahagi ng ating pang-araw-araw na buhay at matatagpuan sa maraming mga medikal at elektronikong aparato, kabilang ang mga gamit sa bahay, electric motor at computer. Ang pangangailangan para sa mga bagong materyal na magnetiko ay tumaas nang malaki sa mga nagdaang taon. Marami sa mga materyal na ito ay binubuo ng mga elemento ng metal o bihirang mga metal sa lupa na maaaring magamit sa temperatura ng kuwarto. Sa 2019, ang pandaigdigang merkado para sa mga hindi organisasyong magnet na ito ay nagkakahalaga ng $ 19.5 bilyon at inaasahang aabot sa $ 27.5 bilyon sa 2025. Gayunpaman, ang paggawa ng mga hindi organisasyong magnet ay maaaring maging mahal at ang pag-access sa kanilang pangunahing mga elemento ay madalas na limitado.

Sa mga dekada, hinahangad ng mga chemist na makagawa ng mga magnet na may mahusay na pagganap na may mababang gastos sa enerhiya at pampinansyal gamit ang mga yunit ng molekular na mayaman sa mga metal ions at murang mga organikong ligand. Sa ngayon, napakakaunting mga magnet na batay sa mga molekula na tumatakbo sa temperatura ng kuwarto ang nailarawan, at maraming mga kilalang halimbawa ang hindi maiimbak ng impormasyon.

Ang mga bagong magneto ay may posibleng mga aplikasyon sa totoong mundo

Ang isang pandaigdigang pangkat ng mga siyentista na pinangunahan ng mananaliksik ng CNRS na si Rodolphe Clérac sa University of Bordeaux ay nakakita ng isang bagong diskarte sa kemikal upang magdisenyo ng mga network ng koordinasyon batay sa mga magnet na binubuo ng isang organikong radikal (isang Molekyul na may isang walang pares na elektron, ibig sabihin ay nagdadala ng isang paikutin) at isang paramagnetic (bitbit) na metal ion upang makabuo ng napakalakas mga pakikipag-ugnayan ng magnetiko. Ang mga bagong magnet na ito ay maraming mga kanais-nais na pisikal na katangian, kabilang ang mataas na temperatura ng pagpapatakbo (hanggang sa 242 ° C), mataas na pamimilit (ie, ang kakayahang mag-imbak ng impormasyon), at mababang density.

Mga bagong light magnet na may density na halos 1.2 g cm–3 vs. higit sa 5 g cm–3 para sa tradisyunal na mga magnetiko na hindi tuluyan ay nagpapakita ng mataas na pamimilit sa temperatura ng kuwarto hanggang sa 7500 Oe (2 order ng lakas na mas mataas kaysa sa dating naiulat para sa mga system na batay sa molekula) at mataas na temperatura ng pagpapatakbo, na lumampas sa kasalukuyang tala sa mga network ng koordinasyon na higit sa 100 ° C. Bilang karagdagan sa mahusay Dahil sa mga pisikal na katangian, ang proseso ng pagbubuo ng mga magnet na ito ay medyo prangka at madaling mai-convert sa maraming mga metal-organikong materyal para sa pag-convert sa mga metal-organic na magnet.

Sa kabila ng medyo madaling paghahanda ng mga bagong magneto, ang mga ito ay napaka-sensitibo sa hangin at mahinang mala-kristal, subalit pinamamahalaan ng mga siyentista ang mga hadlang na ito at ganap na nailalarawan ang mga ito. Ang mga elektronikong at magnetikong katangian ng mga magnet na ito ay nailalarawan sa isang pumipili na pamamaraan sa pamamagitan ng maraming mga pakikipagtulungan sa internasyonal. Habang ang mga BM01 at ID12 na poste sa European Synchrotron Research Facility (ESRF) ay susi sa pag-unawa sa mga materyal na ito patungkol sa kanilang istraktura at mga magnetikong katangian, isang kamakailang mananaliksik sa Finnish Academy, si Aaron Mailman, ay nag-ambag sa analytical at spectroscopic characterization ng mga magnet na ito.

Ang istratehiyang gawa ng tao na ginamit sa gawaing ito ay dapat na malawak na nalalapat sa mga kaugnay na system, at habang ang mga resulta ay kumakatawan sa mga bagong benchmark para sa coercivity at kritikal na temperatura, para sa light, low-density metallic-organic magnet, inaasahan kong ang mga resulta sa hinaharap ay humantong sa karagdagang mga pagpapabuti at real – mga aplikasyon ng teknolohiya sa mundo, “sabi ni Aaron Mailman.

Sinabi ni Rodolphe Clérac: “Sa totoo lang, hindi ko inisip ang paglalapat ng aking pagsasaliksik bago magtrabaho ito, sapagkat kami at ang aking koponan ay gumagawa ng pangunahing agham, ngunit malinaw sa akin ngayon na ang mga materyal na ito ay maaaring magamit sa magnetoelectronic, magnetic sensors at recording technology, lalo na sa mga tuntunin ng timbang, halimbawa sa mga smartphone o satellite, ”pagtatapos niya.

Sanggunian: “Mga magnetikong metal-organikong may mataas na pamimilit at pag-order ng temperatura hanggang 242 ° C”, may-akda: Panagiota Perlepe, Itziar Oyarzabal, Aaron Mailman, Morgane Yquel, Mikhail 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 at Rodolphe Clérac, 30 Oktubre 2020, Agham.
DOI: 10.1126 / agham.abb3861

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

82% ng Mga Tao na Na-ospital Sa COVID-19 Bumuo ng Mga Neurological Problems

Isinasaalang-alang ang tomography ng utak. Ang mga pasyente na may mga karamdaman na nagpapahiwatig ng neurological ay kasangkot COVID-19 anim na beses na mas malamang...

“Gobsmacked” – Ang Melanie Wood ng Harvard ay Naging Unang Babae na Nanalo ng $ 1M Waterman Award sa Math

Si Melanie Wood ang unang babaeng nanalo ng isang Waterman Award sa matematika. Kredito: Stephanie Mitchell / Harvard Staff Photographer Kinikilala para sa mga...

Bagong Pagong na Natagpuan sa Huling Cretaceous ng Madagascar

Ang pagbabagong-tatag ng buhay ng Sahonachelys mailakavava, umaatake sa Madagascan na palaka tadpoles na si Belzebufo ay nagprotesta gamit ang isang espesyal na diyeta...

Natuklasan ng mga siyentista na ang loob ng Saturn – ang makapal na layer ng helium – ay nakakaapekto sa magnetic field ng mga...

Ang magnetikong patlang ni Saturn na nakikita sa itaas. Credit-Ancate Barrick / Jones Hopkins University Ginagaya ng mga mananaliksik ang mga kondisyong kinakailangan para...

Lumilikha ang mga mananaliksik ng cybersecurity ng mas mahusay na kanaryo – gamit ang AI upang lumikha ng pekeng mga dokumento

Ang bagong artipisyal na sistema ng katalinuhan ay lumilikha ng mga pekeng dokumento upang linlangin ang mga kalaban. Sa panahon ng World War II, ang...

Newsletter

Subscribe to stay updated.