Oamenii de știință obțin nanopulbere magnetică pentru 6Tehnologia G
Newswise — Oamenii de știință din materiale au dezvoltat o metodă rapidă de producere a oxidului de fier epsilon și și-au demonstrat promisiunea pentru dispozitivele de comunicații de ultimă generație. Proprietățile sale magnetice remarcabile îl fac unul dintre cele mai râvnite materiale, cum ar fi pentru viitoarea generație de dispozitive de comunicații 6G și pentru înregistrarea magnetică durabilă. Lucrarea a fost publicată în Journal of Materials Chemistry C, un jurnal al Societății Regale de Chimie. Oxidul de fier (III) este unul dintre cei mai răspândiți oxizi de pe Pământ. Se găsește în principal sub formă de hematit mineral (sau oxid de fier alfa, α-Fe2O3). O altă modificare stabilă și comună este maghemita (sau modificarea gama, γ-Fe2O3). Primul este utilizat pe scară largă în industrie ca pigment roșu, iar cel de-al doilea ca mediu de înregistrare magnetică. Cele două modificări diferă nu numai în structura cristalină (oxidul de fier alfa are singonie hexagonală și oxidul de fier gamma are singonie cubică), ci și în proprietățile magnetice. Pe lângă aceste forme de oxid de fier (III), există modificări mai exotice, cum ar fi epsilon-, beta-, zeta- și chiar sticlos. Cea mai atractivă fază este oxidul de fier epsilon, ε-Fe2O3. Această modificare are o forță coercitivă extrem de mare (capacitatea materialului de a rezista unui câmp magnetic extern). Puterea atinge 20 kOe la temperatura camerei, ceea ce este comparabil cu parametrii magneților bazați pe elemente scumpe din pământuri rare. În plus, materialul absoarbe radiația electromagnetică în intervalul de frecvență sub-terahertz (100-300 GHz) prin efectul rezonanței feromagnetice naturale. Frecvența unei astfel de rezonanțe este unul dintre criteriile de utilizare a materialelor în dispozitivele de comunicații fără fir – 4G. standardul folosește megaherți, iar 5G utilizează zeci de gigaherți. Există planuri de a folosi intervalul de sub-teraherți ca gamă de lucru în tehnologia wireless de a șasea generație (6G), care este pregătită pentru introducerea activă în viața noastră de la începutul anilor 2030. Materialul rezultat este potrivit pentru producerea de unități de conversie sau circuite de absorbție la aceste frecvențe. De exemplu, folosind nanopulberi compozite ε-Fe2O3, va fi posibil să se realizeze vopsele care absorb undele electromagnetice și astfel să protejeze încăperile de semnale străine și să protejeze semnalele de interceptarea din exterior. ε-Fe2O3 în sine poate fi folosit și în dispozitivele de recepție 6G. Oxidul de fier Epsilon este o formă extrem de rară și dificil de obținut. Astăzi, este produs în cantități foarte mici, procesul în sine durând până la o lună. Acest lucru, desigur, exclude aplicarea sa pe scară largă. Autorii studiului au dezvoltat o metodă pentru sinteza accelerată a oxidului de fier epsilon capabilă să reducă timpul de sinteză la o zi (adică să efectueze un ciclu complet de peste 30 de ori mai rapid!) și să crească cantitatea de produs rezultat . Tehnica este simplu de reprodus, ieftină și poate fi ușor implementată în industrie, iar materialele necesare sintezei – fier și siliciu – sunt printre cele mai abundente elemente de pe Pământ. „Deși faza epsilon-oxid de fier a fost obținută în formă pură cu relativ mult timp în urmă, în 2004, încă nu și-a găsit aplicație industrială din cauza complexității sintezei sale, de exemplu ca mediu de înregistrare magnetică. Am reușit să simplificăm tehnologia în mod considerabil”, spune Evgeny Gorbaciov, doctorand la Departamentul de Științe ale Materialelor de la Universitatea de Stat din Moscova și primul autor al lucrării. Cheia pentru aplicarea cu succes a materialelor cu caracteristici record este cercetarea proprietăților lor fizice fundamentale. Fără un studiu aprofundat, materialul poate fi uitat nemeritat de mulți ani, așa cum sa întâmplat de mai multe ori în istoria științei. Tandemul de oameni de știință ai materialelor de la Universitatea de Stat din Moscova, care a sintetizat compusul și fizicienii de la MIPT, care l-au studiat în detaliu, a făcut ca dezvoltarea să fie un succes.
Ora postării: Iul-04-2022 