Els científics obtenen una nanopowder magnètica per a 6Tecnologia g
Newswise: els científics de materials han desenvolupat un mètode ràpid per produir òxid de ferro Epsilon i han demostrat la seva promesa per a dispositius de comunicacions de nova generació. Les seves excel·lents propietats magnètiques la converteixen en un dels materials més cobejats, com per exemple per a la propera generació de dispositius de comunicació 6G i per a la gravació magnètica duradora. L’obra es va publicar al Journal of Materials Chemistry C, A Journal of the Royal Society of Chemistry. L’òxid de ferro (III) és un dels òxids més estesos a la Terra. Es troba principalment com a hematita mineral (o òxid de ferro alfa, α-Fe2O3). Una altra modificació estable i comuna és Maghemita (o modificació gamma, γ-Fe2O3). El primer és àmpliament utilitzat a la indústria com a pigment vermell i el segon com a mitjà de gravació magnètica. Les dues modificacions difereixen no només en l'estructura cristal·lina (l'òxid alfa-ferro té la singonia hexagonal i l'òxid de ferro gamma té una singonia cúbica), sinó també en propietats magnètiques. A més d’aquestes formes d’òxid de ferro (III), hi ha modificacions més exòtiques com Epsilon-, Beta-, Zeta- i fins i tot vidre. La fase més atractiva és l’òxid de ferro Epsilon, ε-Fe2O3. Aquesta modificació té una força coercitiva extremadament alta (la capacitat del material de resistir un camp magnètic extern). La força arriba a 20 koe a temperatura ambient, que és comparable als paràmetres dels imants basats en elements de terra rara costosos. A més, el material absorbeix la radiació electromagnètica en el rang de freqüència de sub-terrahertz (100-300 GHz) a través de l'efecte de la ressonància ferromagnètica natural. La freqüència d'aquesta ressonància és un dels criteris per a l'ús de materials en dispositius de comunicacions sense fils: el estàndard 4G utilitza megahertz i 5g 5G de gigahertz. Hi ha previst utilitzar la gamma Sub-Terahertz com a gamma de treball en la tecnologia sense fils de la sisena generació (6G), que s’està preparant per a la introducció activa a les nostres vides des de principis dels anys 2030. El material resultant és adequat per a la producció d’unitats de conversió o circuits absorbents en aquestes freqüències. Per exemple, mitjançant l’ús de nanopowders compostos ε-Fe2O3, serà possible fer pintures que absorbeixin les ones electromagnètiques i, per tant, protegir les sales de senyals alienes i protegir els senyals de la intercepció des de l’exterior. El propi ε-Fe2O3 també es pot utilitzar en dispositius de recepció 6G. L’òxid de ferro Epsilon és una forma extremadament rara i difícil d’òxid de ferro. Avui es produeix en quantitats molt petites, amb el procés que es triga fins a un mes. Això, per descomptat, descarta la seva aplicació generalitzada. Els autors de l’estudi van desenvolupar un mètode per a la síntesi accelerada d’òxid de ferro Epsilon capaç de reduir el temps de síntesi a un dia (és a dir, per dur a terme un cicle complet de més de 30 vegades més ràpid!) I augmentar la quantitat del producte resultant. La tècnica és senzilla de reproduir -se, barata i es pot implementar fàcilment a la indústria i els materials necessaris per a la síntesi (ferro i silici) es troben entre els elements més abundants de la Terra. "Tot i que la fase d'òxid de ferro epsilon es va obtenir de forma pura fa relativament temps, el 2004, encara no ha trobat una aplicació industrial a causa de la complexitat de la seva síntesi, per exemple com a medi per a la gravació magnètica. Hem aconseguit simplificar considerablement la tecnologia ", afirma Evgeny Gorbachev, estudiant de doctorat al Departament de Ciències de Materials de la Universitat Estatal de Moscou i el primer autor de l'obra. La clau per a l’aplicació amb èxit de materials amb característiques de rècord és la investigació sobre les seves propietats físiques fonamentals. Sense un estudi en profunditat, el material pot ser oblidat indesitjablement durant molts anys, com ha passat més d'una vegada a la història de la ciència. Va ser el tàndem dels científics de materials de la Universitat Estatal de Moscou, qui va sintetitzar el compost, i els físics de MIPT, que ho van estudiar amb detall, que van fer que el desenvolupament fos un èxit.
Posada hora: Jul-04-2022 