Znanstveniki pridobijo magnetni nanopowder za 6G tehnologija
Newswise-Znanstveniki materialov so razvili hitro metodo za proizvodnjo Epsilon Iron Oxida in pokazali svojo obljubo za komunikacijske naprave nove generacije. Zaradi izjemnih magnetnih lastnosti je eden najbolj zaželenih materialov, na primer za prihajajočo 6G generacijo komunikacijskih naprav in za trajno magnetno snemanje. Delo je bilo objavljeno v Journal of Material Chemistry C, časopisu Royal Society of Chemistry. Železov oksid (III) je eden najbolj razširjenih oksidov na zemlji. Večinoma ga najdemo kot mineralni hematit (ali alfa železov oksid, α-FE2O3). Druga stabilna in skupna sprememba je maghemit (ali gama sprememba, γ-fe2O3). Prva se v industriji pogosto uporablja kot rdeč pigment, drugi pa kot magnetni snemalni medij. Obe modifikaciji se ne razlikujeta samo v kristalni strukturi (alfa-železni oksid ima šesterokotno singonijo in gama-ironi oksid ima kubično singonijo), ampak tudi v magnetnih lastnostih. Poleg teh oblik železovega oksida (III) obstajajo bolj eksotične modifikacije, kot so Epsilon-, beta-, zeta- in celo steklena. Najbolj privlačna faza je Epsilon železov oksid, ε-fe2O3. Ta sprememba ima izjemno visoko prisilno silo (sposobnost materiala, da se upira zunanjemu magnetnemu polju). Moč doseže 20 KOE pri sobni temperaturi, kar je primerljivo s parametri magnetov, ki temeljijo na dragih elementih redkih Zemlje. Poleg tega material absorbira elektromagnetno sevanje v frekvenčnem območju subteraherja (100-300 GHz) z učinkom naravne feromagnetne resonance. Pogostost takšne resonance je eno od meril za uporabo materialov v brezžičnih komunikacijskih napravah-4G standard. Načrtujejo, da bo območje subterahertza uporabil kot delovno območje v brezžični tehnologiji šeste generacije (6G), ki se pripravlja na aktivno uvedbo v našem življenju iz zgodnjih 20-ih. Nastali material je primeren za proizvodnjo pretvorbenih enot ali absorberjevih vezij na teh frekvencah. Na primer, z uporabo kompozitnih ε-fe2o3 nanopowders bo mogoče narediti barve, ki absorbirajo elektromagnetne valove in s tem ščitijo prostore pred zunanjimi signali in ščitijo signale pred prestrezanjem od zunaj. Sam ε-FE2O3 se lahko uporablja tudi v 6G sprejemnih napravah. Epsilon železov oksid je izjemno redka in težka oblika železovega oksida. Danes se proizvaja v zelo majhnih količinah, postopek pa traja do meseca. To seveda izključuje svojo široko aplikacijo. Avtorji študije so razvili metodo za pospešeno sintezo epsilonskega železovega oksida, ki je sposoben skrajšati čas sinteze na en dan (to je, da izvedejo celoten cikel več kot 30 -krat hitreje!) In povečajo količino nastalega izdelka. Tehnika je preprosta za razmnoževanje, poceni in jo je mogoče enostavno izvajati v industriji, materiali, potrebni za sintezo - železo in silicij - pa so med najpogostejšimi elementi na Zemlji. "Čeprav je bila faza epsilonskega iron oksida pridobljena v čisti obliki relativno dolgo nazaj, leta 2004 še vedno ni našla industrijske uporabe zaradi zapletenosti njegove sinteze, na primer kot medij za magnetno snemanje. Tehnologijo nam je uspelo precej poenostaviti, "pravi Evgey Gorbačov, doktorski študent na oddelku za znanost o materialih na Moskovski državni univerzi in prvi avtor dela. Ključ do uspešne uporabe materialov z rekordnimi značilnostmi je raziskava njihovih temeljnih fizičnih lastnosti. Brez poglobljene študije je gradivo že vrsto let nezasluženo pozabljeno, kot se je zgodilo že večkrat v zgodovini znanosti. Prav tandem znanstvenikov na Moskovski državni univerzi, ki so sintetizirali spojino, in fiziki pri MIPT -ju, ki so ga podrobno preučevali, je uspel razvoj.
Čas objave: julij-04-2022 