Gli scienziati ottengono nanopowder magnetico per 6Tecnologia G.
NEWSWISE-Gli scienziati materiali hanno sviluppato un metodo rapido per produrre ossido di ferro epsilon e hanno dimostrato la sua promessa per i dispositivi di comunicazione di prossima generazione. Le sue eccezionali proprietà magnetiche lo rendono uno dei materiali più ambiti, come per la prossima generazione di dispositivi di comunicazione 6G e per la registrazione magnetica durevole. Il lavoro è stato pubblicato sul Journal of Materials Chemistry C, un Journal of Royal Society of Chemistry. L'ossido di ferro (III) è uno degli ossidi più diffusi sulla terra. Si trova principalmente come ematite minerale (o ossido di ferro alfa, α-Fe2O3). Un'altra modifica stabile e comune è Maghemite (o modifica gamma, γ-Fe2O3). Il primo è ampiamente utilizzato nell'industria come pigmento rosso e il secondo come mezzo di registrazione magnetica. Le due modifiche differiscono non solo nella struttura cristallina (l'ossido di ferro alfa ha singonia esagonale e ossido di ferro gamma ha una singonia cubica) ma anche nelle proprietà magnetiche. Oltre a queste forme di ossido di ferro (III), ci sono modifiche più esotiche come epsilon, beta-, zeta- e persino vetroso. La fase più attraente è l'ossido di ferro epsilon, ε-Fe2O3. Questa modifica ha una forza coercitiva estremamente elevata (la capacità del materiale di resistere a un campo magnetico esterno). La forza raggiunge 20 koe a temperatura ambiente, che è paragonabile ai parametri dei magneti basati su costosi elementi della terra rara. Inoltre, il materiale assorbe le radiazioni elettromagnetiche nella gamma di frequenza secondaria del Sub-Terahert (100-300 GHz) attraverso l'effetto della risonanza ferromagnetica naturale. La frequenza di tale risonanza è uno dei criteri per l'uso dei materiali nei dispositivi di comunicazione wireless-Lo standard 4G usa Megahertz e 5G usa le centrali di gigaherz. Ci sono piani per utilizzare la gamma Sub-Terahertz come gamma di lavoro nella tecnologia wireless di sesta generazione (6G), che è preparata per l'introduzione attiva nella nostra vita dai primi anni '30. Il materiale risultante è adatto alla produzione di unità di conversione o circuiti di assorbitore a queste frequenze. Ad esempio, usando i nanopowders compositi ε-FE2O3, sarà possibile fare vernici che assorbono le onde elettromagnetiche e quindi le stanze di protezione da segnali estranei e proteggono i segnali dall'intercettazione dall'esterno. Lo stesso ε-FE2O3 può essere utilizzato anche in dispositivi di ricezione 6G. L'ossido di ferro epsilon è una forma estremamente rara e difficile da ossido di ferro da ottenere. Oggi è prodotto in quantità molto piccole, con il processo stesso che richiede fino a un mese. Questo, ovviamente, esclude la sua diffusa applicazione. Gli autori dello studio hanno sviluppato un metodo per la sintesi accelerata di ossido di ferro epsilon in grado di ridurre il tempo di sintesi a un giorno (ovvero eseguire un ciclo completo di oltre 30 volte più veloce!) E aumentando la quantità del prodotto risultante. La tecnica è semplice da riprodurre, economica e può essere facilmente implementata nell'industria e i materiali richiesti per la sintesi - ferro e silicio - sono tra gli elementi più abbondanti della Terra. “Sebbene la fase di ossido di ferro di epsilone sia stata ottenuta in forma pura relativamente molto tempo fa, nel 2004, non ha ancora trovato l'applicazione industriale a causa della complessità della sua sintesi, ad esempio come mezzo per la registrazione magnetica. Siamo riusciti a semplificare considerevolmente la tecnologia ", afferma Evgeny Gorbachev, uno studente di dottorato nel Dipartimento di Scienze dei materiali della Mosca State University e il primo autore del lavoro. La chiave per l'applicazione di successo dei materiali con caratteristiche di record è la ricerca sulle loro proprietà fisiche fondamentali. Senza uno studio approfondito, il materiale può essere dimenticato immeritamente per molti anni, come è successo più di una volta nella storia della scienza. È stato il tandem degli scienziati dei materiali della Mosca State University, che ha sintetizzato il composto, e i fisici di MIPT, che lo hanno studiato in dettaglio, che ha reso lo sviluppo un successo.
Tempo post: JUL-04-2022 