Научниците добија магнетен наноправ за 6G Технологија
Newswise - Научниците за материјали развија брз метод за производство на ипсилон железен оксид и го покажаа своето ветување за комуникациските уреди од следната генерација. Неговите извонредни магнетни својства го прават еден од најпосакуваните материјали, како на пример за претстојната генерација на комуникациски уреди 6G и за издржливо магнетно снимање. Работата беше објавена во списанието Journal of Materials Chemistry C, списание на Кралското друштво за хемикалии. Железниот оксид (III) е еден од најраспространетите оксиди на Земјата. Најмногу се наоѓа како минерал хематит (или алфа железен оксид, α-Fe2O3). Друга стабилна и вообичаена модификација е магемитот (или гама модификација, γ-Fe2O3). Првиот е широко користен во индустријата како црвен пигмент, а вториот како медиум за магнетно снимање. Двете модификации се разликуваат не само по кристалната структура (алфа-железен оксид има хексагонална сингонија и гама-железен оксид има кубна сингонија), туку и по магнетни својства. Во прилог на овие форми на железен оксид (III), постојат повеќе егзотични модификации како што се ипсилон-, бета-, зета-, па дури и стаклени. Најатрактивна фаза е ипсилон железен оксид, ε-Fe2O3. Оваа модификација има исклучително висока сила на принуда (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 елементи од ретки земји. Понатаму, материјалот апсорбира електромагнетно зрачење во опсегот на фреквенција под терахерц (100-300 GHz) преку ефектот на природна феромагнетна резонанца. Фреквенцијата на таквата резонанца е еден од критериумите за употреба на материјали во уредите за безжични комуникации - 4G стандардот користи мегахерци, а 5G користи десетици гигахерци. Постојат планови за користење на суб-терахерц опсегот 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 кола на апсорбер на овие фреквенции. На пример, со користење на композитни наноправи ε-Fe2O3 ќе биде можно да се направат бои кои апсорбираат електромагнетни бранови и на тој начин ги штитат просториите од надворешни сигнали и ги штитат сигналите од пресретнување однадвор. Самиот ε-Fe2O3 може да се користи и во уреди за прием 6G. Ипсилон железен оксид е исклучително ретка и тешка форма на железен оксид за добивање. Денес се произведува во многу мали количини, а самиот процес трае и до еден месец. Ова, се разбира, ја исклучува неговата широка примена. Авторите на студијата развија метод за забрзана синтеза на ипсилон железен оксид способен да го намали времето на синтеза на еден ден (т.е. да се спроведе целосен циклус повеќе од 30 пати побрзо!) и да го зголеми количеството на добиениот производ. . Техниката е едноставна за репродукција, евтина и лесно може да се примени во индустријата, а материјалите потребни за синтеза - железо и силициум - се меѓу најзастапените елементи на Земјата. „Иако фазата ипсилон-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 да ја поедноставиме технологијата значително“, вели Евгениј Горбачов, докторант на Катедрата за материјали за науки на Московскиот државен универзитет и прв автор на делото. Клучот за успешна примена на материјали со рекордни карактеристики е истражувањето на нивните основни физички својства. Без длабинско проучување, материјалот може незаслужено да биде заборавен многу години, како што се случило повеќе од еднаш во историјата на науката. Тоа беше тандемот на научници за материјали од Московскиот државен универзитет, кои го синтетизираа соединението, и физичарите од MIPT, кои детално го проучуваа, го направија развојот успешен.
Време на објавување: 28.06.2021