Teadlased saavad magnetilise nanopulbri 6 eestG tehnoloogia
Newswise – materjaliteadlased on välja töötanud kiire meetodi epsilonraudoksiidi tootmiseks ja näidanud selle lubadust järgmise põlvkonna sideseadmete jaoks. Selle silmapaistvad magnetilised omadused teevad sellest ühe ihaldatuima materjali, näiteks tulevase 6G põlvkonna sideseadmete ja vastupidava magnetsalvestuse jaoks. Töö avaldati ajakirjas Journal of Materials Chemistry C, Royal Society of Chemistry ajakirjas. Raudoksiid (III) on üks levinumaid oksiide Maal. Seda leidub enamasti mineraalse hematiidina (või alfa-raudoksiidina, α-Fe2O3). Teine stabiilne ja levinud modifikatsioon on maghemiit (või gamma modifikatsioon, γ-Fe2O3). Esimest kasutatakse tööstuses laialdaselt punase pigmendina ja teist magnetilise salvestusmeediumina. Need kaks modifikatsiooni erinevad mitte ainult kristalse struktuuri poolest (alfa-raudoksiidil on kuusnurkne süngoonia ja gamma-raudoksiidil on kuubiline süngoonia), vaid ka magnetiliste omaduste poolest. Lisaks nendele raudoksiidi (III) vormidele on veel eksootilisi modifikatsioone, nagu epsilon-, beeta-, zeta- ja isegi klaasjas. Kõige atraktiivsem faas on epsilon raudoksiid, ε-Fe2O3. Sellel modifikatsioonil on äärmiselt suur sundjõud (materjali võime vastu pidada välisele magnetväljale). Tugevus ulatub toatemperatuuril 20 kOe-ni, mis on võrreldav kallitel haruldaste muldmetallide elementidel põhinevate magnetite parameetritega. Lisaks neelab materjal loomuliku ferromagnetilise resonantsi mõjul elektromagnetilist kiirgust sub-terahertsi sagedusalas (100–300 GHz). Sellise resonantsi sagedus on üks kriteeriume materjalide kasutamisel traadita sideseadmetes – 4G-s. standard kasutab megahertse ja 5G kasutab kümneid gigahertse. Kuuenda põlvkonna (6G) traadita tehnoloogias on plaanis kasutada alamterahertsi vahemikku tööpiirkonnana, mida valmistatakse ette aktiivseks kasutuselevõtuks meie elus alates 2030. aastate algusest. Saadud materjal sobib nendel sagedustel konverteerivate üksuste või neeldumisahelate tootmiseks. Näiteks ε-Fe2O3 komposiit-nanopulbreid kasutades on võimalik valmistada värve, mis neelavad elektromagnetlaineid ja varjavad seeläbi ruume kõrvaliste signaalide eest ning kaitsevad signaale väljastpoolt tuleva pealtkuulamise eest. ε-Fe2O3 ennast saab kasutada ka 6G vastuvõtuseadmetes. Epsilon raudoksiid on äärmiselt haruldane ja raskesti saadav raudoksiidi vorm. Tänapäeval toodetakse seda väga väikestes kogustes, protsess ise võtab aega kuni kuu. See muidugi välistab selle laialdase kasutamise. Uuringu autorid töötasid välja meetodi epsilon raudoksiidi kiirendatud sünteesiks, mis on võimeline vähendama sünteesiaega ühe päevani (st läbima täistsükli rohkem kui 30 korda kiiremini!) ja suurendama saadud produkti kogust. . Seda tehnikat on lihtne reprodutseerida, see on odav ja kergesti rakendatav tööstuses ning sünteesiks vajalikud materjalid – raud ja räni – on ühed enim levinud elemendid Maal. "Kuigi epsilon-raudoksiidi faas saadi puhtal kujul suhteliselt ammu, 2004. aastal, ei ole see sünteesi keerukuse tõttu siiani leidnud tööstuslikku rakendust, näiteks magnetilise salvestuse kandjana. Oleme suutnud seda lihtsustada tehnoloogiat märkimisväärselt," ütleb Moskva Riikliku Ülikooli materjaliteaduste osakonna doktorant ja töö esimene autor Jevgeni Gorbatšov. Rekordiliste omadustega materjalide eduka kasutamise võti on nende põhiliste füüsikaliste omaduste uurimine. Ilma põhjaliku uurimiseta võib materjal paljudeks aastateks teenimatult ununeda, nagu seda on teaduse ajaloos juhtunud rohkem kui üks kord. See oli Moskva Riikliku Ülikooli materjaliteadlaste tandem, kes sünteesis ühendi, ja MIPT-i füüsikud, kes seda üksikasjalikult uurisid, mis tegi arenduse edukaks.
Postitusaeg: 28. juuni 2021