Teadlased saavad magnetilise nanopuldi 6 eestG tehnoloogia
Uuudne-materiaalsed teadlased on välja töötanud kiire meetodi Epsiloni raudoksiidi tootmiseks ja näidanud oma lubadust järgmise põlvkonna kommunikatsiooniseadmete jaoks. Selle silmapaistvad magnetilised omadused muudavad selle ühe ihaldatuma materjali, näiteks eelseisva 6G põlvkonna kommunikatsiooniseadmete jaoks ja vastupidavaks magnetiliseks registreerimiseks. Teos avaldati ajakirjas Journal of Materials Chemistry C, Kuningliku Chemistry Society Journal. Raudoksiid (III) on üks kõige levinumaid oksiide maa peal. Enamasti leidub seda mineraalse hematiidina (või alfa-raudoksiid, α-Fe2O3). Teine stabiilne ja ühine modifikatsioon on maghemiit (või gamma modifikatsioon, γ-fe2o3). Esimesi kasutatakse tööstuses laialdaselt punase pigmendina ja viimast magnetilise salvestuskeskkonnana. Kaks modifikatsiooni erinevad mitte ainult kristalse struktuuri poolest (alfa-ironioksiidil on kuusnurkne süngoonia ja gamma-iroanoksiidil on kuupsünonüüm), vaid ka magnetiliste omadustega. Lisaks nendele raudoksiidi vormidele (III) on ka eksootilisi modifikatsioone, näiteks epsilon-, beeta-, zeta- ja isegi klaasjaid. Kõige atraktiivsem faas on Epsiloni raudoksiid, ε-Fe2O3. Sellel modifikatsioonil on äärmiselt kõrge sunniviisiline jõud (materjali võime välisele magnetväljale vastu seista). Tugevus jõuab toatemperatuuril 20 KOE-ni, mis on võrreldav kallite haruldaste maade elementidel põhinevate magnetide parameetritega. Lisaks neelab materjal loodusliku ferromagnetilise resonantsi mõju kaudu sub-teraherz sagedusvahemikus (100–300 GHz) elektromagnetilist kiirgust. Sellise resonantsi sagedus on üks materjalide kasutamise kriteeriume juhtmevabades kommunikatsiooniseadmetes-4G-standard kasutab Megaherz ja 5G kasutab Gigurtzi. Plaanis on kasutada alam-teAherzi vahemikku töövahemikuna kuuendas põlvkonnas (6G) traadita tehnoloogias, mis on ette valmistatud aktiivseks tutvustamiseks meie elus alates 2030. aastate algusest. Saadud materjal sobib nendel sagedustel teisendavate ühikute või absorbeerimisahelate tootmiseks. Näiteks kasutades komposiit ε-FE2O3 nanopowdereid on võimalik teha värvisid, mis imavad elektromagnetilisi laineid ja kaitseb ruume võõraste signaalide eest, ning kaitsta signaale väljastpoolt pealtkuulamise eest. Ε-Fe2O3 ise saab kasutada ka 6G vastuvõtuseadmetes. Epsiloni raudoksiid on äärmiselt haruldane ja keeruline raudoksiidi vorm. Täna toodetakse seda väga väikestes kogustes, protsess ise võtab kuni kuu. See välistab muidugi oma laialt levinud rakenduse. Uuringu autorid töötasid välja Epsiloni raudoksiidi kiirendatud sünteesi meetodi, mis suudab sünteesi aega vähendada ühe päevani (see tähendab, et viia läbi terve tsükkel enam kui 30 korda kiiremini!) Ja suurendada saadud toote kogust. Seda tehnikat on lihtne paljundada, odavalt ja seda saab tööstuses hõlpsasti rakendada ning sünteesi jaoks vajalikud materjalid - raud ja räni - on Maa kõige rikkalikumate elementide hulgas. „Ehkki epsiloni raua oksiidi faas saadi puhtal kujul suhteliselt juba ammu, ei ole see 2004. aastal siiski tööstuslikku rakendust leidnud sünteesi keerukuse tõttu, näiteks magnetilise registreerimise söötmena. Oleme suutnud tehnoloogiat märkimisväärselt lihtsustada, ”ütleb Moskva Riikliku Ülikooli materjalide teaduste osakonna doktorant ja töö esimene autor Evgeny Gorbatšov. Materjalide eduka rakendamise võti rekordiliste omadustega on nende põhiliste füüsiliste omaduste uurimine. Ilma põhjaliku uuringuta võib materjali aastaid teenimatult unustada, nagu teaduse ajaloos on juhtunud mitu korda. Ühendi sünteesinud Moskva Riikliku Ülikooli materjaliteadlaste tandem ja MIPT -i füüsikud, kes seda üksikasjalikult õppis, tegi arengu edu.
Postiaeg: juuli-04-2022 