Научници добијају магнетни нанопрашак за 6Г Тецхнологи
Вести — Научници о материјалима развили су брзу методу за производњу епсилон гвожђе оксида и демонстрирали обећање за комуникационе уређаје следеће генерације. Његова изванредна магнетна својства чине га једним од најпожељнијих материјала, као што је за предстојећу 6Г генерацију комуникационих уређаја и за издржљиво магнетно снимање. Рад је објављен у часопису Јоурнал оф Материалс Цхемистри Ц, часопису Краљевског хемијског друштва. Гвожђе оксид (ИИИ) је један од најраспрострањенијих оксида на Земљи. Углавном се налази као минерал хематит (или алфа оксид гвожђа, α-Фе2О3). Друга стабилна и уобичајена модификација је магемит (или гама модификација, γ-Фе2О3). Први се широко користи у индустрији као црвени пигмент, а други као магнетни медиј за снимање. Две модификације се разликују не само у кристалној структури (алфа-гвожђе оксид има хексагоналну сингонију, а гама-гвожђе оксид има кубичну сингонију), већ и по магнетним особинама. Поред ових облика оксида гвожђа (ИИИ), постоје још егзотичне модификације као што су епсилон-, бета-, зета-, па чак и стакласт. Најатрактивнија фаза је епсилон гвожђе оксид, ε-Фе2О3. Ова модификација има изузетно високу коерцитивну силу (способност материјала да се одупре спољашњем магнетном пољу). Снага достиже 20 кОе на собној температури, што је упоредиво са параметрима магнета на бази скупих реткоземних елемената. Штавише, материјал апсорбује електромагнетно зрачење у субтерахерцном фреквенцијском опсегу (100-300 ГХз) кроз ефекат природне феромагнетне резонанце. Фреквенција такве резонанце је један од критеријума за коришћење материјала у бежичним комуникационим уређајима – 4Г. стандард користи мегахерце, а 5Г користи десетине гигахерца. Постоје планови да се субтерахерц опсег користи као радни опсег у бежичној технологији шесте генерације (6Г), која се припрема за активно увођење у наше животе од раних 2030-их. Добијени материјал је погодан за производњу претварачких јединица или апсорберских кола на овим фреквенцијама. На пример, коришћењем композитних ε-Фе2О3 нанопрашака биће могуће направити боје које апсорбују електромагнетне таласе и на тај начин штите просторије од страних сигнала, а штите сигнале од пресретања споља. Сам ε-Фе2О3 се такође може користити у 6Г пријемним уређајима. Епсилон гвожђе оксид је изузетно редак и тежак облик гвожђе оксида. Данас се производи у веома малим количинама, а сам процес траје и до месец дана. Ово, наравно, искључује његову широку примену. Аутори студије су развили методу за убрзану синтезу епсилон гвожђе-оксида која може да смањи време синтезе на један дан (односно, да изврши пун циклус више од 30 пута брже!) и повећа количину добијеног производа. . Техника је једноставна за репродукцију, јефтина и лако се може применити у индустрији, а материјали потребни за синтезу – гвожђе и силицијум – спадају међу најзаступљеније елементе на Земљи. „Иако је фаза епсилон-гвожђе оксида у чистом облику добијена релативно давно, 2004. године, још увек није нашла индустријску примену због сложености своје синтезе, на пример као медијум за магнетно снимање. Успели смо да знатно поједноставимо технологију“, каже Евгениј Горбачов, докторант на Одсеку за науке о материјалима Московског државног универзитета и први аутор дела. Кључ успешне примене материјала са рекордним карактеристикама је истраживање њихових основних физичких својстава. Без дубљег проучавања, материјал може бити незаслужено заборављен дуги низ година, као што се десило више пута у историји науке. Управо је тандем научника за материјале на Московском државном универзитету, који је синтетизовао једињење, и физичара са МИПТ-а, који су га детаљно проучавали, учинио да развој успе.
Време поста: Јул-04-2022 