Vedci získajú magnetický nanopúčik pre 6G Technológia
NEWSWISE-Vedci z materiálov vyvinuli rýchlu metódu na výrobu oxidu železa Epsilon a preukázali svoj sľub pre komunikačné zariadenia novej generácie. Jeho vynikajúce magnetické vlastnosti z neho robia jeden z najvyhľadávanejších materiálov, napríklad pre nadchádzajúcu 6G generáciu komunikačných zariadení a pre trvalé magnetické nahrávanie. Práca bola uverejnená v časopise Journal of Materials Chemistry C, v časopise Royal Society of Chemistry. Oxid železa (III) je jedným z najrozšírenejších oxidov na Zemi. Väčšinou sa nachádza ako minerálny hematit (alebo oxid železa alfa, a-FE2O3). Ďalšou stabilnou a bežnou modifikáciou je maghemit (alebo modifikácia gama, y-FE2O3). Prvý je široko používaný v priemysle ako červený pigment a druhý ako magnetické záznamové médium. Tieto dve modifikácie sa líšia nielen v kryštalickej štruktúre (oxid alfa-železa má hexagonálnu syngóniu a oxid gama-železa má kubickú syngóniu), ale aj v magnetických vlastnostiach. Okrem týchto foriem oxidu železa (III) existujú viac exotických modifikácií, ako sú epsilon-, beta-, zeta- a dokonca sklovité. Najatraktívnejšou fázou je oxid železa Epsilon, ε-FE2O3. Táto modifikácia má extrémne vysokú donucovaciu silu (schopnosť materiálu odolávať vonkajšiemu magnetickému poľu). Sila dosahuje 20 KOE pri izbovej teplote, čo je porovnateľné s parametrami magnetov založených na drahých prvkoch vzácnych zemín. Okrem toho materiál absorbuje elektromagnetické žiarenie vo frekvenčnom rozsahu sub-terahertz (100-300 GHz) prostredníctvom účinku prírodnej feromagnetickej rezonancie. Frekvencia takejto rezonancie je jedným z kritérií na použitie materiálov v bezdrôtových komunikačných zariadeniach-4G používa megahertz a 5G používa tendens gigahertz. Existujú plány na použitie radu sub-terahertz ako pracovný rozsah v bezdrôtovej technológii šiestej generácie (6G), ktorá sa pripravuje na aktívny úvod v našich životoch od začiatku 30. rokov 20. storočia. Výsledný materiál je vhodný na výrobu konvertovacích jednotiek alebo absorbérnych obvodov pri týchto frekvenciách. Napríklad použitím kompozitných nanopowderov ε-FE2O3 bude možné vyrábať farby, ktoré absorbujú elektromagnetické vlny, a teda tienené miestnosti pred cudzí signálmi, a chrániť signály pred odpočúvaním zvonku. Samotný ε-FE2O3 sa dá použiť aj v recepčných zariadeniach 6G. Oxid železa Epsilon je mimoriadne zriedkavá a ťažká forma oxidu železa. Dnes sa vyrába vo veľmi malých množstvách, pričom samotný proces trvá až mesiac. Toto, samozrejme, vylučuje jeho rozšírenú aplikáciu. Autori štúdie vyvinuli metódu zrýchlenej syntézy oxidu železa Epsilona schopného skrátiť čas syntézy na jeden deň (to znamená vykonať celý cyklus viac ako 30 -krát rýchlejšie!) A zvýšiť množstvo výsledného produktu. Táto technika sa dá ľahko reprodukovať, lacná a dá sa ľahko implementovať v priemysle a materiály potrebné pre syntézu - železo a kremík - patria medzi najhojnejšie prvky na Zemi. „Aj keď sa fáza oxidu epsilon-železného oxidu získala v čistej forme relatívne dávno, v roku 2004 stále nenašla priemyselné uplatňovanie v dôsledku zložitosti svojej syntézy, napríklad ako médium pre magnetické zaznamenávanie. Podarilo sa nám značne zjednodušiť túto technológiu, “hovorí Evgeny Gorbačov, doktorand na Katedre materiálových vied na Moskovskej štátnej univerzite a prvý autor diela. Kľúčom k úspešnému uplatňovaniu materiálov s rekordnými charakteristikami je výskum ich základných fyzických vlastností. Bez hĺbkovej štúdie môže byť materiál nezaslúžene zabudnutý po mnoho rokov, ako sa stalo viackrát v histórii vedy. Bol to tandem vedcov materiálov na Moskovskej štátnej univerzite, ktorý syntetizoval zlúčeninu, a fyzici v MIPT, ktorý ju podrobne študoval, vďaka čomu bol vývoj úspechom.
Čas príspevku: júl-04-2022 