Ilmuwan sedang merancang magnet ringan baru dengan sifat luar biasa

Representasi piktorial dari magnet berdasarkan molekul dan sifat magnetnya. Kredit: Rodolphe Clérac

Magnet ringan baru memiliki aplikasi dunia nyata.

Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Pusat Penelitian Paul Pascal (UMR 5031, CNRS -University of Bordeaux) telah menemukan cara baru untuk merancang magnet dengan sifat fisik yang sangat baik, yang dapat membuat mereka melengkapi atau bahkan bersaing dengan magnet. magnet anorganik tradisional. , yang banyak digunakan pada peralatan sehari-hari.

Magnet merupakan bagian integral dari kehidupan kita sehari-hari dan ditemukan di banyak perangkat medis dan elektronik, termasuk peralatan rumah tangga, motor listrik, dan komputer. Permintaan bahan magnet baru telah meningkat secara signifikan dalam beberapa tahun terakhir. Banyak dari bahan ini tersusun dari unsur logam atau logam tanah jarang yang dapat digunakan pada suhu kamar. Pada tahun 2019, pasar global untuk magnet anorganik ini bernilai US $ 19,5 miliar dan diperkirakan akan mencapai US $ 27,5 miliar pada tahun 2025. Namun, magnet anorganik bisa mahal untuk diproduksi dan diakses. elemen penyusun biasanya terbatas.

Selama beberapa dekade, ahli kimia telah mencoba membuat magnet berkinerja tinggi dengan energi rendah dan biaya ekonomis menggunakan unit molekul ion logam yang melimpah dan ligan organik yang ekonomis. Sampai saat ini, sangat sedikit magnet berbasis molekul yang telah dilaporkan beroperasi pada suhu kamar dan beberapa contoh yang diketahui tidak dapat menyimpan informasi.

Magnet baru memiliki kemungkinan aplikasi dunia nyata

Tim peneliti internasional yang dipimpin oleh peneliti CNRS Rodolphe Clérac di University of Bordeaux telah menemukan strategi kimia baru untuk merancang jaringan koordinasi berbasis magnet yang terdiri dari radikal organik (molekul dengan elektron tak tertandingi, yang membawa spin) dan ion logam paramagnetik (spin-carry) untuk menghasilkan interaksi magnet yang sangat kuat. Magnet baru ini memiliki banyak sifat fisik yang diinginkan, termasuk suhu operasi tinggi (hingga 242 ° C), koersivitas tinggi (yaitu, kemampuan untuk menyimpan informasi), dan kepadatan rendah.

Magnet ringan baru dengan massa jenis sekitar 1,2 g cm–3 lebih dari 5 g cm–3 untuk magnet anorganik tradisional memiliki koersivitas tinggi pada suhu kamar hingga 7500 Oe (2 lipat lebih tinggi dari yang dilaporkan sebelumnya untuk sistem berbasis molekul) dan suhu operasi tinggi yang melebihi rekor saat ini jaringan koordinasi pada lebih dari 100 ° C. Selain sifat fisik yang sangat baik, proses sintesis magnet ini relatif sederhana dan dapat dengan mudah diterapkan pada banyak bahan logam organik untuk mengubahnya menjadi magnet logam organik.

Meskipun relatif mudah dalam mempersiapkan magnet baru, mereka sangat sensitif terhadap udara dan kristal yang buruk, meskipun para peneliti mampu mengatasi hambatan ini untuk mengkarakterisasi mereka sepenuhnya. Sifat elektronik dan magnetik magnet ini secara selektif dikarakterisasi oleh elemen melalui berbagai kolaborasi internasional. Meskipun garis berkas BM01 dan ID12 di European Synchrotron Research Facility (ESRF) adalah kunci untuk memahami bahan-bahan ini dalam hal struktur dan sifat magnetnya, namun, peneliti terbaru dari Akademi Finlandia, Aaron Mailman, berkontribusi pada karakterisasi analitis dan spektroskopi magnet ini.

Strategi sintetis yang digunakan dalam pekerjaan ini harus dapat diterapkan secara luas pada sistem terkait dan, meskipun hasil ini menunjukkan tolok ukur baru untuk koersivitas dan suhu kritis, dalam magnet logam organik ringan dan kepadatan rendah , Saya berharap hasil di masa mendatang mengarah pada peningkatan yang nyata dan nyata. aplikasi teknologi global, ”kata Aaron Mailman.

Rodolphe Clérac berkata: “Sejujurnya, saya tidak mempertimbangkan aplikasi penelitian saya sebelum pekerjaan ini, karena tim saya dan saya melakukan sains dasar, tetapi sekarang saya jelas bahwa kita dapat menggunakan bahan-bahan ini dalam sensor magnetik magnetoelektronik dan teknologi perekam. , terutama jika bobot menjadi masalah, misalnya di smartphone atau satelit, ”pungkasnya.

Referensi: “Magnet logam organik dengan koersivitas tinggi dan suhu pemesanan hingga 242 ° C” oleh Panagiota Perlepe, Itziar Oyarzabal, Aaron Mailman, Morgane Yquel, Mikhail Platunov, Iurii Dovgaliuk, Mathieu Rouzières, Philippe Négrier, Denise Mondieig, Elizaveta A. Suturina, Marie-Anne Dourges, Sébastien Bonhommeau, Rebecca A. Musgrave, Kasper S. Pedersen, Dmitry Chernyshov, Fabrice Wilhelm, Andrei Rogalev, Corine Mathonière dan Rodolphe Clérac, 30 Oktober 2020, Ilmu.
DOI: 10.1126 / science.abb3861

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.