Новый вид магнита можно будет сделать из любого материала
В процессе изменения квантовой структуры на молекулярном уровне стало возможно наделить магнитными свойствами материалы, которые в обычном состоянии ими не обладают.
Такое изобретение разработано исследователями из Университета Лидса. Ученые смогли наладить производство магнитов из синтетических материалов, которые в дальнейшем смогут полностью исключить использование в качестве магнитов редкоземельных металлов, а также уменьшить использование токсичных материалов для производства постоянных магнитов большой мощности для ветряных генераторов и компьютерных винчестеров.
По словам профессора Школы физики и астрономии Университета Лидса Фатма Аль Ма'Мари, при производстве постоянных магнитов из немагнитных материалов можно будет использовать нетоксичные вещества, такие как медь и углерод. В природе есть только три вида металла, которые обладают стабильными магнитными свойствами, что определяется постоянным магнитным состоянием при комнатной температуре после намагничивания. К таким металлам относятся железо, кобальт и никель. Такое малое количество металлов с магнитными свойствами получается из-за особенной структуры распределения электронов в атомах и сил, которые возникают при их взаимодействии. Ферромагнитные свойства в любом материале определяют критерием Стонера.
В немагнитных металлах критерий Стонера равен нулю, так как в их атомах находится одинаковое количество закрепленных электронов, это обозначает, что поля, которые создают электроны, компенсируют друг друга, и материал не может создавать внешнее магнитное поле. В материалах, которые имеют ферромагнитные свойства, присутствуют электроны, которые не связаны с ядром атома и поэтому их магнитные поля ничем не уравновешиваются, что делает их маленькими независимыми постоянными магнитами. При соединении полей электронов возникает мощное внешнее магнитное поле.
Для создания синтетических магнитов ученые удалили часть атомов материала и внедрили атомы фуллерена, вещества, которое состоит из 60 атомов углерода. При взаимодействии с атомами материала, в которое он внедрялся, фуллерен удалял часть электронов, что приводило к появлению свободных электронов с собственным магнитным полем. Отличительная черта новых синтетических магнитов заключается в том, что они обладают отличными ферромагнитными свойствами не только при низких температурах, как остальные их аналоги.
По словам ученых, данные магниты будут использоваться в технологиях создания накопителей квантовой информации и, скорее всего, такая надобность возникнет в ближайшее десятилетие.
По словам профессора Школы физики и астрономии Университета Лидса Фатма Аль Ма'Мари, при производстве постоянных магнитов из немагнитных материалов можно будет использовать нетоксичные вещества, такие как медь и углерод. В природе есть только три вида металла, которые обладают стабильными магнитными свойствами, что определяется постоянным магнитным состоянием при комнатной температуре после намагничивания. К таким металлам относятся железо, кобальт и никель. Такое малое количество металлов с магнитными свойствами получается из-за особенной структуры распределения электронов в атомах и сил, которые возникают при их взаимодействии. Ферромагнитные свойства в любом материале определяют критерием Стонера.
В немагнитных металлах критерий Стонера равен нулю, так как в их атомах находится одинаковое количество закрепленных электронов, это обозначает, что поля, которые создают электроны, компенсируют друг друга, и материал не может создавать внешнее магнитное поле. В материалах, которые имеют ферромагнитные свойства, присутствуют электроны, которые не связаны с ядром атома и поэтому их магнитные поля ничем не уравновешиваются, что делает их маленькими независимыми постоянными магнитами. При соединении полей электронов возникает мощное внешнее магнитное поле.
Для создания синтетических магнитов ученые удалили часть атомов материала и внедрили атомы фуллерена, вещества, которое состоит из 60 атомов углерода. При взаимодействии с атомами материала, в которое он внедрялся, фуллерен удалял часть электронов, что приводило к появлению свободных электронов с собственным магнитным полем. Отличительная черта новых синтетических магнитов заключается в том, что они обладают отличными ферромагнитными свойствами не только при низких температурах, как остальные их аналоги.
По словам ученых, данные магниты будут использоваться в технологиях создания накопителей квантовой информации и, скорее всего, такая надобность возникнет в ближайшее десятилетие.