Научниците добија магнетен наноправ за 6 годиниГ Технологија
Вести — Научниците за материјали развија брз метод за производство на епсилон железен оксид и го демонстрираа неговото ветување за комуникациски уреди од следната генерација. Неговите извонредни магнетни својства го прават еден од најпосакуваните материјали, како на пример за претстојната 6G генерација на комуникациски уреди и за трајно магнетно снимање. Работата е објавена во Journal of Materials Chemistry C, списание на Кралското друштво за хемија. Железо оксидот (III) е еден од најраспространетите оксиди на Земјата. Најчесто се наоѓа како минерал хематит (или алфа-железо оксид, α-Fe2O3). Друга стабилна и честа модификација е магемитот (или гама-модификација, γ-Fe2O3). Првиот е широко користен во индустријата како црвен пигмент, а вториот како магнетен медиум за снимање. Двете модификации се разликуваат не само по кристалната структура (алфа-железо оксидот има хексагонална сингонија, а гама-железо оксидот има кубна сингонија), туку и по магнетните својства. Покрај овие форми на железен оксид (III), постојат и поегзотични модификации како што се епсилон-, бета-, зета-, па дури и стаклени. Најатрактивната фаза е епсилон железен оксид, ε-Fe2O3. Оваа модификација има исклучително висока коерцивна сила (способност на материјалот да се спротивстави на надворешно магнетно поле). Јачината достигнува 20 kOe на собна температура, што е споредливо со параметрите на магнетите базирани на скапи ретки земни елементи. Понатаму, материјалот апсорбира електромагнетно зрачење во фреквентниот опсег под терахерц (100-300 GHz) преку ефектот на природна феромагнетна резонанца. Фреквенцијата на таквата резонанца е еден од критериумите за употреба на материјали во безжични комуникациски уреди - 4G стандардот користи мегахерци, а 5G користи десетици гигахерци. Постојат планови за користење на опсегот под терахерц како работен опсег во безжичната технологија од шестата генерација (6G), која се подготвува за активно воведување во нашите животи од почетокот на 2030-тите. Добиениот материјал е погоден за производство на конвертирачки единици или апсорпциони кола на овие фреквенции. На пример, со користење на композитни ε-Fe2O3 наноправови ќе биде можно да се направат бои што апсорбираат електромагнетни бранови и на тој начин ги заштитуваат просториите од надворешни сигнали и ги штитат сигналите од пресретнување однадвор. Самиот ε-Fe2O3 може да се користи и во 6G приемни уреди. Епсилон железен оксид е исклучително ретка и тешка форма на железен оксид за добивање. Денес, тој се произведува во многу мали количини, а самиот процес трае до еден месец. Ова, се разбира, ја исклучува неговата широка примена. Авторите на студијата развија метод за забрзана синтеза на епсилон железен оксид способен да го намали времето на синтеза на еден ден (односно, да се спроведе целосен циклус повеќе од 30 пати побрзо!) и да се зголеми количината на добиениот производ. Техниката е едноставна за репродукција, евтина и може лесно да се имплементира во индустријата, а материјалите потребни за синтеза - железо и силициум - се меѓу најзастапените елементи на Земјата. „Иако фазата епсилон-железен оксид е добиена во чиста форма релативно одамна, во 2004 година, таа сè уште не нашла индустриска примена поради сложеноста на нејзината синтеза, на пример како медиум за магнетно снимање. Успеавме значително да ја поедноставиме технологијата“, вели Евгениј Горбачов, докторант на Одделот за материјални науки на Московскиот државен универзитет и прв автор на делото. Клучот за успешна примена на материјали со рекордни карактеристики е истражувањето на нивните фундаментални физички својства. Без длабинско проучување, материјалот може незаслужено да биде заборавен многу години, како што се случило повеќе од еднаш во историјата на науката. Токму тандемот на научници за материјали на Московскиот државен универзитет, кои го синтетизирале соединението, и физичарите на MIPT, кои го проучувале детално, го направија развојот успешен.
Време на објавување: 04.07.2022 