Oamenii de știință proiectează noi magneți luminoși cu proprietăți remarcabile

Reprezentarea figurativă a magnetului pe baza moleculei și a proprietăților sale magnetice. Credit: Rodolphe Clérac

Noii magneți luminoși au potențiale aplicații în lumea reală.

O echipă internațională de cercetători condusă de Centrul de Căutare Paul Pascal (UMR 5031, CNRS – Universitatea din Bordeaux) a descoperit o nouă modalitate de a proiecta magneți cu proprietăți fizice extraordinare, care îi pot face complementari sau chiar competitiv cu magneții anorganici tradiționali, care sunt folosiți pe scară largă în dispozitivele de zi cu zi.

Magneții sunt o parte integrantă a vieții noastre de zi cu zi și se găsesc în multe dispozitive medicale și electronice, inclusiv aparate de uz casnic, motoare electrice și computere. Cererea de materiale magnetice noi a crescut semnificativ în ultimii ani. Multe dintre astfel de materiale sunt compuse din elemente metalice sau metale din pământuri rare care pot fi utilizate la temperatura camerei. În 2019, piața globală pentru acești magneți anorganici avea o valoare de 19,5 miliarde de dolari și se așteaptă să ajungă la 27,5 miliarde de dolari până în 2025. Cu toate acestea, magneții anorganici pot fi costisitori pentru fabricarea și accesul la elementele lor constitutive. este adesea limitată.

Timp de decenii, chimiștii încearcă să creeze magneți de înaltă performanță, cu energie scăzută și costisitoare din punct de vedere financiar, folosind unități moleculare de ioni metalici abundenți și liganzi organici liberi. Până în prezent, au fost raportate foarte puțini magneți pe bază de molecule care funcționează la temperatura camerei, iar unele exemple cunoscute pot să nu stocheze informațiile.

Noii magneți au aplicații potențiale în lumea reală

O echipă internațională de cercetători condusă de cercetătorul CNRS Rodolphe Clérac de la Universitatea din Bordeaux a găsit o nouă strategie chimică pentru a proiecta rețele de coordonare bazate pe magnet, formate dintr-un radical organic (o moleculă cu un electron nepereche, deci de transportare a spinului) și un ion paramagnetic (ion metalic pentru a genera o interacțiune magnetică foarte puternică. Acești noi magneți au multe proprietăți fizice dorite, inclusiv o temperatură de funcționare ridicată (până la 242 ° C), o strângere ridicată (de ex. .Capacitatea de a stoca informații) și densitate scăzută.

Noi magneți luminoși cu o densitate de aproximativ 1,2 g cm-3 versus mai mult de 5 g cm-3 pentru magneții anorganici tradiționali prezintă o temperatură ridicată a camerei forțând până la 7500 Oe (cu 2 ordine de mărime mai mari decât cele raportate anterior pentru sistemele pe bază de molecule) și temperaturi ridicate de funcționare care depășesc recordul actual pentru rețelele de coordonare pentru majoritatea peste 100 ° C. Pe lângă proprietățile fizice extraordinare, procesul de sintetizare a acestor magneți este relativ simplu și poate fi aplicat cu ușurință pe multe materiale metal-organice pentru conversia în magneți metal-organici.

În ciuda ușurinței relative de pregătire a noilor magneți, aceștia sunt foarte sensibili la aer și cristalizează slab, totuși cercetătorii au reușit să depășească aceste obstacole pentru a caracteriza pe deplin acești magneți. Proprietățile electronice și magnetice ale acestor magneți au fost caracterizate într-o manieră selectivă a elementelor prin mai multe colaborări internaționale. În timp ce liniile de fascicul BM01 și ID12 din Sincrotronul european de cercetare a facilității (ESRF) au fost esențiale pentru înțelegerea acestor materiale în ceea ce privește structura și proprietățile lor magnetice, totuși, cercetătorul recent al Academiei Finlandei, Aaron Mailman, a contribuit la caracterizarea analitică și la spectroscopic al acestor magneți.

„Strategia sintetică utilizată în această lucrare ar trebui să fie aplicabilă pe scară largă sistemelor interconectate și, în timp ce aceste rezultate reprezintă noi standarde pentru strângere și temperatură critică, la magneții organici luminoși cu densitate redusă, aștept cu nerăbdare rezultatele viitoare. conduc la îmbunătățiri reale și reale – aplicații tehnologice de talie mondială ”, spune Aaron Mailman.

Rodolphe Clérac spune „Pentru a fi sincer, nu avusesem în vedere aplicațiile mele de cercetare înainte de această lucrare, întrucât eu și echipa noastră facem științe de bază, dar acum îmi este clar că putem folosi aceste materiale în senzori magnetoelectronici. , magnetica și tehnologiile de înregistrare, mai ales atunci când greutatea este o problemă, de exemplu, pe smartphone-uri sau sateliți “, conchide el.

Referință: „Magneți metalici organici cu etanșeitate mare și interval de temperatură până la 242 ° C” de Panagiota Perlepe, Itziar Oyarzabal, Aaron Mailman, Morgane Yquel, Mikhail Platunov, Iurii Dovgaliuk, Mathieu Rouzières, Philippe Mondé, Elizig Nonegrier Suturina, Marie-Anne Dourges, Sébastien Bonhommeau, Rebecca A. Musgrave, Kasper S. Pedersen, Dmitry Chernyshov, Fabrice Wilhelm, Andrei Rogalev, Corine Mathonière și Rodolphe Clérac, 30 octombrie 2020, ştiinţă.
DOI: 10.1126 / science.abb3861

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Detectarea COVID-19 cu un autocolant pe piele

Inginerii Universității din Missouri promovează piața comercială a bioelectronicii îmbrăcate prin dezvoltarea unui plan de producție la scară largă pentru un dispozitiv personalizabil capabil...

Instrument gratuit de bioinformatică pentru a repeta repetițiile simple ale genotipului digital

SSRgenotyper este un instrument de bioinformatică nou dezvoltat, care permite cercetătorilor să genotipeze digital populațiile în serie folosind repetări de secvențe simple (SSR), o...

Vorbind numai atunci când Kavid-19 infectat se poate răspândi – chiar și în timp ce purtați o mască

Modelele de flux de aer din jurul lor conversează în situații normale, cum ar fi saloane de coafură, camere de examinare medicală și pentru...

Noul material avansat pentru bateriile durabile, de înaltă tensiune

O echipă de cercetători a proiectat și a produs un nou conductor de ioni de sodiu pentru bateriile cu ioni de sodiu în stare...

De la debutul pandemiei COVID, au fost publicate peste 87.000 de articole științifice despre Coronavirus

Oamenii de știință din întreaga lume au publicat peste 87.000 de articole despre coronavirus de la înființarea sa COVID-19 pandemie și octombrie 2020, arată...

Newsletter

Subscribe to stay updated.