Tutkijat saavat magneettisen nanopowderin 6: lleG -tekniikka
NEWSWISE-Materiaalitieteilijät ovat kehittäneet nopean menetelmän Epsilon-rautaoksidin tuottamiseksi ja osoittanut lupauksensa seuraavan sukupolven viestintälaitteille. Sen erinomaiset magneettiset ominaisuudet tekevät siitä yhden halutuimmista materiaaleista, kuten tulevista 6G -viestintälaitteista ja kestävästä magneettisesta tallennuksesta. Teos julkaistiin Journal of Materials Chemistry C -lehdessä, joka on Royal Society of Chemistry. Rautaoksidi (III) on yksi laajimmista oksideista maan päällä. Sitä löytyy enimmäkseen mineraali-hematiitina (tai alfa-rautaoksidina, a-fe2O3). Toinen vakaa ja yleinen modifikaatio on maghemiitti (tai gamma-modifikaatio, y-Fe2O3). Entistä käytetään laajalti teollisuudessa punaisena pigmentinä ja jälkimmäistä magneettisen tallennusväliaineena. Kaksi modifikaatiota eroavat paitsi kiteisessä rakenteessa (alfa-rautaoksidilla on kuusikulmainen syngonia ja gamma-rautaoksidilla on kuutiomissynia), mutta myös magneettisia ominaisuuksia. Näiden rautaoksidin (III) muotojen lisäksi on olemassa eksoottisempia modifikaatioita, kuten epsilon-, beeta-, zeta- ja jopa lasimuotoisia. Houkuttelevin vaihe on Epsilon-rautaoksidi, ε-Fe2O3. Tällä muutoksella on erittäin korkea pakkovoima (materiaalin kyky vastustaa ulkoista magneettikenttää). Lujuus saavuttaa 20 KOE: n huoneenlämpötilassa, mikä on verrattavissa magneettien parametreihin, jotka perustuvat kalliisiin harvinaisten maamyyntiin. Lisäksi materiaali absorboi sähkömagneettisen säteilyn sub-terahertsin taajuusalueella (100-300 GHz) luonnollisen ferromagneettisen resonanssin vaikutuksen kautta. Tällaisen resonanssin taajuus on yksi kriteereistä materiaalien käytöstä langattomien viestinnän laitteiden avulla-4G-standardi käyttää megahertsia ja 5G käyttää kymmeniä gigahertsia. Sub-teraherts-sarjaa on tarkoitus käyttää kuudennen sukupolven (6G) langattoman tekniikan työvalikoimana, joka on valmistautunut aktiiviseen käyttöön elämässämme 2030-luvun alkupuolella. Tuloksena oleva materiaali soveltuu muuntamisyksiköiden tai absorboivien piirien tuottamiseen näillä taajuuksilla. Esimerkiksi käyttämällä komposiittia ε-FE2O3-nanopowereita on mahdollista tehdä maaleja, jotka absorboivat sähkömagneettisia aaltoja ja siten suojaavat huoneita vierailta signaaleilta, ja suojaavat signaaleja sieppaukselta ulkopuolelta. Itse ε-FE2O3: ta voidaan käyttää myös 6G-vastaanottolaitteissa. Epsilon -rautaoksidi on erittäin harvinainen ja vaikea rautaoksidin muoto. Nykyään sitä tuotetaan hyvin pieninä määrinä, prosessi itse kestää jopa kuukauden. Tämä tietysti sulkee pois sen laajalle levinnyt. Tutkimuksen kirjoittajat kehittivät menetelmän Epsilon -rautaoksidin kiihdyttämiseksi synteesiä, joka kykenee vähentämään synteesiaikaa yhteen päivään (ts. Yli 30 kertaa nopeamman syklin suorittamiseksi ja tuloksena olevan tuotteen määrän lisäämiseksi. Tekniikka on helppoa toistaa, halpaa ja se voidaan helposti toteuttaa teollisuudessa, ja synteesille tarvittavat materiaalit - rauta ja pii - ovat maan runsaimpia elementtejä. ”Vaikka Epsilon-rautaoksidifaasi saatiin puhtaassa muodossa suhteellisen kauan sitten, vuonna 2004 se ei ole vieläkään löytänyt teollista sovellusta sen synteesin monimutkaisuuden vuoksi, esimerkiksi magneettisen tallennuksen väliaineena. Olemme onnistuneet yksinkertaistamaan tekniikkaa huomattavasti ”, sanoo Moskovan osavaltion yliopiston materiaalitieteiden laitoksen jatko -opiskelija Evgeny Gorbatšov ja työn ensimmäinen kirjoittaja. Avain tietueiden rikkovien ominaisuuksien materiaalien onnistuneeseen soveltamiseen on niiden fysikaalisten ominaisuuksien tutkimus. Ilman perusteellista tutkimusta materiaali voidaan unohtaa ansaitsemattomasti monien vuosien ajan, kuten on tapahtunut useammin kuin kerran tieteen historiassa. Moskovan osavaltion yliopiston materiaalitieteilijöiden tandem, joka syntetisoi yhdisteen, ja MIPT: n fyysikot, jotka tutkivat sitä yksityiskohtaisesti, teki kehityksestä menestyksen.
Viestin aika: heinäkuu-04-2022 