Naukowcy otrzymują magnetyczny nanopowder za 6Technologia g
NEWSWISE-Naukowcy materialni opracowali szybką metodę wytwarzania tlenku żelaza Epsilon i wykazali obietnicę urządzeń komunikacyjnych nowej generacji. Jego wybitne właściwości magnetyczne sprawiają, że jest to jeden z najbardziej pożądanych materiałów, takich jak nadchodząca generacja urządzeń komunikacyjnych 6G i trwałe nagrywanie magnetyczne. Praca została opublikowana w Journal of Material Chemistry C, Journal of the Royal Society of Chemistry. Tlenek żelaza (III) jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych tlenków na Ziemi. Występuje głównie jako hematyt mineralny (lub tlenek żelaza alfa, α-FE2O3). Inną stabilną i powszechną modyfikacją jest maghemite (lub modyfikacja gamma, γ-FE2O3). Ten pierwszy jest szeroko stosowany w przemyśle jako czerwony pigment, a drugi jako magnetyczny medium rejestrujące. Dwie modyfikacje różnią się nie tylko pod względem struktury krystalicznej (tlenek alfa-żelaza ma sześciokątną syngonię, a tlenek gamma-żelaza ma syngonię sześcienną), ale także we właściwościach magnetycznych. Oprócz tych form tlenku żelaza (III) istnieje więcej egzotycznych modyfikacji, takich jak epsilon, beta-, zeta-, a nawet szklisty. Najbardziej atrakcyjną fazą jest epsilon tlenku żelaza, ε-FE2O3. Ta modyfikacja ma wyjątkowo wysoką siłę przymusową (zdolność materiału do odporności zewnętrznego pola magnetycznego). Wytrzymanie osiąga 20 Koe w temperaturze pokojowej, co jest porównywalne z parametrami magnesów opartych na drogich elementach rzadkich. Ponadto materiał pochłania promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie częstotliwości sub-eahertz (100-300 GHz) poprzez efekt naturalnego rezonansu ferromagnetycznego. Częstotliwość takiego rezonansu jest jednym z kryteriów stosowania materiałów w urządzeniach komunikacyjnych bezprzewodowych-4G standardu 4G wykorzystuje megaherz i 5G wykorzystuje testy gigahertz. Istnieją plany wykorzystania zakresu Sub-Eterahertz jako zakresu roboczego w technologii bezprzewodowej szóstej generacji (6G), która jest przygotowywana do aktywnego wprowadzenia w naszym życiu od początku lat 30. XX wieku. Powstały materiał nadaje się do produkcji jednostek konwersji lub obwodów absorbujących przy tych częstotliwościach. Na przykład, stosując kompozytowe nanopowdery ε-FE2O3, możliwe będzie tworzenie farb, które pochłaniają fale elektromagnetyczne, a tym samym chronić pokoje przed obcymi sygnałami i chronią sygnały przed przechwyceniem z zewnątrz. Sam ε-FE2O3 może być również używany w 6G urządzeń odbioru. Tlenek żelaza Epsilon jest niezwykle rzadką i trudną postacią tlenku żelaza do uzyskania. Dziś jest produkowany w bardzo małych ilościach, a sam proces trwa do miesiąca. To oczywiście wyklucza powszechną aplikację. Autorzy badania opracowali metodę przyspieszonej syntezy tlenku żelaza Epsilon zdolnego do skrócenia czasu syntezy do jednego dnia (to znaczy do przeprowadzenia pełnego cyklu o ponad 30 razy szybciej!) I zwiększenia ilości powstałego produktu. Technika jest prosta do odtworzenia, tanie i można ją łatwo wdrożyć w przemyśle, a materiały wymagane do syntezy - żelazo i krzem - należą do najliczniejszych elementów na Ziemi. „Chociaż faza tlenku Epsilon-Iron uzyskano w czystej formie stosunkowo dawno temu, w 2004 r. Nadal nie znalazła zastosowania przemysłowego ze względu na złożoność jego syntezy, na przykład jako medium do nagrywania magnetycznego. Udało nam się znacznie uprościć technologię ” - mówi Evgeny Gorbaczow, doktorant na Wydziale Nauk Materiałów na Moscow State University i pierwszy autor pracy. Kluczem do pomyślnego zastosowania materiałów o rekordowych cechach są badania ich podstawowych właściwości fizycznych. Bez dogłębnych badań materiał może zostać niezazwyczaj zapomniany przez wiele lat, jak to się stało więcej niż raz w historii nauki. To tandem naukowców z materiałów na Moskwie State University, zsyntetyzował związek, oraz fizycy w Mipt, który szczegółowo go zbadał, sprawiło, że rozwój był sukcesem.
Czas po: 04-2022 lipca 