Os científicos obteñen nanopolvo magnético para 6Tecnoloxía G
Newswise - Os científicos de materiais desenvolveron un método rápido para producir óxido de ferro épsilon e demostraron a súa promesa para os dispositivos de comunicación de próxima xeración. As súas excelentes propiedades magnéticas convérteno nun dos materiais máis cobizados, como para a próxima xeración de dispositivos de comunicación 6G e para a gravación magnética duradeira. O traballo foi publicado no Journal of Materials Chemistry C, unha revista da Royal Society of Chemistry. O óxido de ferro (III) é un dos óxidos máis estendidos na Terra. Atópase principalmente como mineral hematita (ou óxido de ferro alfa, α-Fe2O3). Outra modificación estable e común é a maghemita (ou modificación gamma, γ-Fe2O3). O primeiro é moi utilizado na industria como pigmento vermello, e o segundo como medio de gravación magnética. As dúas modificacións difiren non só na estrutura cristalina (o óxido de ferro alfa ten singonía hexagonal e o óxido de ferro gamma ten singonía cúbica), senón tamén nas propiedades magnéticas. Ademais destas formas de óxido de ferro (III), hai modificacións máis exóticas como épsilon-, beta-, zeta- e incluso vítreo. A fase máis atractiva é o óxido de ferro épsilon, ε-Fe2O3. Esta modificación ten unha forza coercitiva extremadamente alta (a capacidade do material para resistir un campo magnético externo). A forza alcanza os 20 kOe a temperatura ambiente, o que é comparable aos parámetros dos imáns baseados en elementos caros de terras raras. Ademais, o material absorbe a radiación electromagnética no rango de frecuencias subterahercios (100-300 GHz) mediante o efecto da resonancia ferromagnética natural. A frecuencia desta resonancia é un dos criterios para o uso de materiais en dispositivos de comunicacións sen fíos: o 4G. o estándar usa megahercios e 5G usa decenas de gigahercios. Hai plans para usar o rango de subterahercios como rango de traballo na tecnoloxía sen fíos de sexta xeración (6G), que se está preparando para a súa introdución activa nas nosas vidas a partir de principios da década de 2030. O material resultante é adecuado para a produción de unidades convertidoras ou circuítos absorbentes a estas frecuencias. Por exemplo, mediante o uso de nanopos compostos de ε-Fe2O3 será posible fabricar pinturas que absorban ondas electromagnéticas e, así, protexen as habitacións de sinais estraños e protexen os sinais da interceptación do exterior. O propio ε-Fe2O3 tamén se pode usar en dispositivos de recepción 6G. O óxido de ferro Epsilon é unha forma extremadamente rara e difícil de obter. Hoxe prodúcese en cantidades moi pequenas, o proceso en si leva ata un mes. Isto, por suposto, descarta a súa aplicación xeneralizada. Os autores do estudo desenvolveron un método para a síntese acelerada de óxido de ferro épsilon capaz de reducir o tempo de síntese a un día (é dicir, realizar un ciclo completo de máis de 30 veces máis rápido!) e aumentar a cantidade do produto resultante. . A técnica é sinxela de reproducir, barata e pódese implementar facilmente na industria, e os materiais necesarios para a síntese -ferro e silicio- están entre os elementos máis abundantes na Terra. "Aínda que a fase épsilon-óxido de ferro obtivo en estado puro hai relativamente tempo, en 2004, aínda non atopou aplicación industrial debido á complexidade da súa síntese, por exemplo como medio para a gravación magnética. Conseguimos simplificar a tecnoloxía considerablemente", di Evgeny Gorbachev, estudante de doutoramento no Departamento de Ciencias de Materiais da Universidade Estatal de Moscova e primeiro autor do traballo. A clave para a aplicación exitosa de materiais con características de récord é a investigación das súas propiedades físicas fundamentais. Sen un estudo en profundidade, o material pode quedar inmerecidamente esquecido durante moitos anos, como ocorreu máis dunha vez na historia da ciencia. Foi o tándem de científicos de materiais da Universidade Estatal de Moscova, que sintetizou o composto, e de físicos do MIPT, que o estudaron en detalle, o que fixo que o desenvolvemento fose un éxito.
Hora de publicación: 04-Xul-2022 