Οι επιστήμονες λαμβάνουν μαγνητικό νανοσωματίδιο για 6Τεχνολογία G
NEWSWISE-Οι επιστήμονες υλικών έχουν αναπτύξει μια γρήγορη μέθοδο για την παραγωγή οξειδίου του σιδήρου Epsilon και κατέδειξαν την υπόσχεσή του για συσκευές επικοινωνίας επόμενης γενιάς. Οι εξαιρετικές μαγνητικές του ιδιότητες το καθιστούν ένα από τα πιο πολυπόθητα υλικά, όπως για την επερχόμενη παραγωγή συσκευών επικοινωνίας 6G και για ανθεκτική μαγνητική καταγραφή. Το έργο δημοσιεύθηκε στο Journal of Materials Chemistry C, περιοδικό της Βασιλικής Εταιρείας Χημείας. Το οξείδιο του σιδήρου (III) είναι ένα από τα πιο διαδεδομένα οξείδια στη γη. Βρίσκεται ως επί το πλείστον ως ορυκτό αιματίτη (ή άλφα οξείδιο του σιδήρου, α-Fe2O3). Μια άλλη σταθερή και κοινή τροποποίηση είναι το Maghemite (ή η τροποποίηση γάμμα, γ-Fe2O3). Ο πρώτος χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία ως κόκκινη χρωστική ουσία και το τελευταίο ως μαγνητικό μέσο εγγραφής. Οι δύο τροποποιήσεις διαφέρουν όχι μόνο σε κρυσταλλική δομή (το οξείδιο του άλφα-σιδήρου έχει εξαγωνική συγχρονισμό και το οξείδιο του σιδήρου γάμμα έχει κυβική συγχρονισμός) αλλά και σε μαγνητικές ιδιότητες. Εκτός από αυτές τις μορφές οξειδίου του σιδήρου (III), υπάρχουν περισσότερες εξωτικές τροποποιήσεις όπως το Epsilon, το Beta-, το Zeta-, και ακόμη και το Glassy. Η πιο ελκυστική φάση είναι το οξείδιο του σιδήρου Epsilon, ε-Fe2O3. Αυτή η τροποποίηση έχει μια εξαιρετικά υψηλή καταναγκαστική δύναμη (η ικανότητα του υλικού να αντισταθεί σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο). Η αντοχή φτάνει τα 20 koe σε θερμοκρασία δωματίου, η οποία είναι συγκρίσιμη με τις παραμέτρους των μαγνητών που βασίζονται σε ακριβά στοιχεία σπάνιας γης. Επιπλέον, το υλικό απορροφά την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στην περιοχή συχνοτήτων υπο-τερατρίτ (100-300 GHz) μέσω της επίδρασης του φυσικού σιδηρομαγνητικού συντονισμού. Υπάρχουν σχέδια για τη χρήση της σειράς υπο-τερατρίτς ως εύρος εργασίας στην ασύρματη τεχνολογία της έκτης γενιάς (6G), η οποία προετοιμάζεται για ενεργό εισαγωγή στη ζωή μας από τις αρχές της δεκαετίας του 2030. Το προκύπτον υλικό είναι κατάλληλο για την παραγωγή μονάδων μετατροπής ή κυκλωμάτων απορρόφησης σε αυτές τις συχνότητες. Για παράδειγμα, με τη χρήση σύνθετων νανοσωματιδίων ε-Fe2O3, θα είναι δυνατή η δημιουργία χρωμάτων που απορροφούν ηλεκτρομαγνητικά κύματα και επομένως θωράκιση από εξωτερικά σήματα και προστατεύουν τα σήματα από την παρακολούθηση από το εξωτερικό. Το ίδιο το ε-Fe2O3 μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε συσκευές λήψης 6G. Το οξείδιο του σιδήρου Epsilon είναι μια εξαιρετικά σπάνια και δύσκολη μορφή οξειδίου του σιδήρου. Σήμερα, παράγεται σε πολύ μικρές ποσότητες, με την ίδια τη διαδικασία να διαρκεί ένα μήνα. Αυτό, φυσικά, αποκλείει την ευρεία εφαρμογή της. Οι συντάκτες της μελέτης ανέπτυξαν μια μέθοδο για την επιταχυνόμενη σύνθεση του οξειδίου του σιδήρου Epsilon ικανό να μειώσει τον χρόνο σύνθεσης σε μία ημέρα (δηλαδή να πραγματοποιήσει έναν πλήρη κύκλο πάνω από 30 φορές ταχύτερα!) Και αυξάνοντας την ποσότητα του προϊόντος που προκύπτει. Η τεχνική είναι απλή στην αναπαραγωγή, φθηνή και μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί στη βιομηχανία και τα υλικά που απαιτούνται για τη σύνθεση - σίδηρο και πυρίτιο - είναι από τα πιο άφθονα στοιχεία στη γη. "Αν και η φάση οξειδίου του Epsilon-Iron ελήφθη σε καθαρή μορφή σχετικά πολύ καιρό πριν, το 2004, δεν έχει ακόμη βρει βιομηχανική εφαρμογή λόγω της πολυπλοκότητας της σύνθεσής του, για παράδειγμα ως μέσο για μαγνητική καταγραφή. Καταφέραμε να απλοποιήσουμε σημαντικά την τεχνολογία ", λέει ο Evgeny Gorbachev, διδακτορικός φοιτητής στο Τμήμα Επιστημών Υλικών στο Πανεπιστήμιο της Μόσχας και ο πρώτος συγγραφέας του έργου. Το κλειδί για την επιτυχή εφαρμογή των υλικών με χαρακτηριστικά σπάσιμο ρεκόρ είναι η έρευνα για τις θεμελιώδεις φυσικές τους ιδιότητες. Χωρίς σε βάθος μελέτη, το υλικό μπορεί να ξεχαστεί για πολλά χρόνια, όπως συνέβη περισσότερες από μία φορές στην ιστορία της επιστήμης. Ήταν η παράλληλη των επιστημόνων υλικών στο State University της Μόσχας, ο οποίος συνθέτει την ένωση και φυσικούς στο MIPT, ο οποίος το μελέτησε λεπτομερώς, που έκανε την ανάπτυξη επιτυχημένη.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιουλ-04-2022 