Фулерени превръщат мед и манган в магнити
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:24
Международен екип физици превърна мед и манган в магнитни материали с помощта на фулерени – „нанотопки“ от въглерод, се казва в статия, публикувана в сп. Nature.
„Технологиите на бъдещето, такива като квантови компютри, изискват създаването на нови магнити с екзотични свойства, които ще бъдат необходими за увеличаване на тяхната производителност.
Нашето изследване е крачка напред към създаването на магнитни метаматериали, които могат да решат тази задача“, казва Фатма Ал-Мамари (Fatma Al Ma’Mari) из университета Лидса (Великобритания).
На Земята съществуват само три метала – желязо, кобалт и никел, способни да остават намагнитени при стайна температура. Това много силно ограничава използването на силите на магнетизма в бита и в промишлеността и често кара инженери, технолози и дори биолози и медици да използват токсични материали за експерименти и работа.
Физици от университета на Лийдс са открили начин значително да разширят това ограничение, използвайки изключително оригинален и нетрадиционен начин. Ал-Мамари и колегите ѝ се опитали да съберат композитен магнитен материал, използвайки тези закони и физически закономерност, които са били открити пред последните години и които обясняват защо желязото може да бъде намагнитено, а медта и манганът – не.
Както обясняват учените, още в началото на 30-те години на миналия век британският физик Едмънд Стоунър е изяснил, че магнитните свойства на желязото и другите феромагнитни материали възникват поради особеното разположение на електроните в техните атоми и силата на взаимодействието между тях.
Използвайки и едновременно нарушавайки този принцип, екипът на Ал-Мамари направил „сандвич“ от тънки филми мед или манган, разделени помежду си от микроскопични слоеве фулерени – „топчета“ от 60 атома въглерод. Фулерените, както обясняват учените, служат за своеобразни „попивателни“ на излишните електроди, които присъстват в атомите на медта и мангана.
Както показали експериментите, електроните на повърхността на тези филми в точките на техния контакт с фулерените се държали така, както и техните събратя в желязото, и превръщали този композитен материал във феромагнетик, привличащ се към полюсите на магнита и способен да се намагнитва.
„Разбира се, такъв магнит все още не можете да поставите на вратата на хладилника. Но ние сме повече от сигурни, че ако подберем правилната комбинация метали и други вещества, то ще получим необходимите магнитни метаматериали, подходящи за решаването на текущи и бъдещи задачи“, заключава Оскар Цеспедес (Oscar Cespedes), колега на Ал-Мамари.
