Wëssenschaftler kréien magnetescht Nanopulver fir 6 JoerG Technologie
Newswise — Materialwëssenschaftler hunn eng séier Method fir d'Produktioun vun Epsilon-Eisenoxid entwéckelt a säi Verspriechen fir Kommunikatiounsapparater vun der nächster Generatioun bewisen. Seng aussergewéinlech magnetesch Eegeschafte maachen et zu engem vun de begehrteste Materialien, zum Beispill fir déi nächst 6G-Generatioun vu Kommunikatiounsapparater a fir eng haltbar magnetesch Opnam. D'Aarbecht gouf am Journal of Materials Chemistry C, enger Zäitschrëft vun der Royal Society of Chemistry, publizéiert. Eisenoxid (III) ass ee vun de verbreetsten Oxiden op der Äerd. Et fënnt een haaptsächlech als Mineral Hämatit (oder Alpha-Eisenoxid, α-Fe2O3). Eng aner stabil a verbreet Modifikatioun ass Maghemit (oder Gamma-Modifikatioun, γ-Fe2O3). Déi éischt gëtt an der Industrie wäit verbreet als rout Pigment benotzt, an déi zweet als magnetescht Opnammedium. Déi zwou Modifikatioune ënnerscheede sech net nëmmen an der kristalliner Struktur (Alpha-Eisenoxid huet hexagonal Syngonie a Gamma-Eisenoxid huet kubesch Syngonie), mä och an de magneteschen Eegeschaften. Nieft dëse Forme vun Eisenoxid (III) gëtt et méi exotesch Modifikatiounen, wéi Epsilon-, Beta-, Zeta- a souguer glasart. Déi attraktivst Phas ass Epsilon-Eisenoxid, ε-Fe2O3. Dës Modifikatioun huet eng extrem héich Koerzitivkraaft (d'Fäegkeet vum Material, engem externen Magnéitfeld ze widderstoen). D'Stäerkt erreecht 20 kOe bei Raumtemperatur, wat vergläichbar ass mat de Parameter vu Magnete baséiert op deieren seltenen Äerdelementer. Ausserdeem absorbéiert d'Material elektromagnetesch Stralung am Subterahertz-Frequenzberäich (100-300 GHz) duerch den Effekt vun der natierlecher ferromagnetescher Resonanz. D'Frequenz vun dëser Resonanz ass ee vun de Critèren fir d'Benotzung vu Materialien a drahtlose Kommunikatiounsapparater - de 4G-Standard benotzt Megahertz a 5G benotzt Zénger Gigahertz. Et gëtt Pläng, de Subterahertz-Beräich als Aarbechtsberäich an der sechster Generatioun (6G) drahtloser Technologie ze benotzen, déi fir eng aktiv Aféierung an eisem Liewen vun Ufank vun den 2030er Joren un virbereet gëtt. Dat resultéierend Material ass gëeegent fir d'Produktioun vun Ëmwandlungseenheeten oder Absorberschaltkreesser bei dëse Frequenzen. Zum Beispill, duerch d'Benotzung vu Komposit-ε-Fe2O3-Nanopudder ass et méiglech, Faarwen ze maachen, déi elektromagnetesch Wellen absorbéieren an doduerch Raim virun externen Signaler schützen, a Signaler virun Oflauschterung vun ausserhalb schützen. Den ε-Fe2O3 selwer kann och a 6G-Empfangsapparater benotzt ginn. Epsilon-Eisenoxid ass eng extrem rar a schwéier ze kréien Form vun Eisenoxid. Haut gëtt et a ganz klenge Quantitéiten produzéiert, woubäi de Prozess selwer bis zu engem Mount dauert. Dëst schléisst natierlech seng verbreet Uwendung aus. D'Auteure vun der Studie hunn eng Method fir d'beschleunegt Synthese vun Epsilon-Eisenoxid entwéckelt, déi d'Synthesezäit op een Dag reduzéiere kann (dat heescht, e komplette Zyklus vu méi wéi 30 Mol méi séier duerchzeféieren!) an d'Quantitéit vum resultéierende Produkt erhéijen kann. D'Technik ass einfach ze reproduzéieren, bëlleg a kann einfach an der Industrie ëmgesat ginn, an d'Materialien, déi fir d'Synthese gebraucht ginn - Eisen a Silizium - gehéieren zu den heefegsten Elementer op der Äerd. „Obwuel d'Epsilon-Eisenoxid-Phase viru relativ laanger Zäit, am Joer 2004, a reiner Form kritt gouf, huet se wéinst der Komplexitéit vun hirer Synthese, zum Beispill als Medium fir d'magnéitesch Opnam, nach ëmmer keng industriell Uwendung fonnt. Mir hunn et fäerdeg bruecht, d'Technologie däitlech ze vereinfachen“, seet den Evgeny Gorbatschow, Doktorand am Departement fir Materialwëssenschaften op der Moskauer Staatsuniversitéit an den éischten Auteur vun der Aarbecht. De Schlëssel fir eng erfollegräich Uwendung vu Materialien mat rekordbriechenden Eegeschafte läit an der Fuerschung iwwer hir fundamental physikalesch Eegeschaften. Ouni eng grëndlech Studie kéint d'Material fir vill Jore onverdéngt vergiess ginn, wéi et schonn e puermol an der Geschicht vun der Wëssenschaft geschitt ass. Et war den Tandem vu Materialwëssenschaftler vun der Moskauer Staatsuniversitéit, déi d'Verbindung synthetiséiert hunn, a Physiker vun der MIPT, déi se am Detail studéiert hunn, déi d'Entwécklung zu engem Erfolleg gemaach hunn.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 04. Juli 2022 