Ученые наделяют медь магнитными свойствами
В природе существует ограниченное число металлов, которые обладают естественными магнитными свойствами, а некоторые из них встречаются довольно редко. Однако, исследователям удалось сделать магниты из двух немагнитных металлов, меди и марганца, при комнатной температуре. Открытие создает новый класса материалов, которые могут быть полезны для электроники и датчиков.
Большинство материалов проявляют некоторую форму магнетизма, если их поместить в магнитное поле. В случае ферромагнетика, или постоянного магнита, эти свойства остаются даже после того, как магнитное поле выключается. Большинство продуктов, которые используют магниты - датчики, двигатели, электроника - содержат железо, кобальт, никель, или их сплавы. Но это ограниченный список, поэтому исследователи обращаются к синтетическим магнитам. Ученые сделали магнит из меди и марганца, используя причудливые футбольные-шарообразные молекулы углерода. Фуллерены состоят полностью из углеродных атомов, и тянут электроны из соседнего металла.
Чтобы создать магнит, исследователи нанесли на немагнитный чип тонкий слой фуллеренов с последующим тонким слоем меди или марганца толщиной всего 20 нанометров, и смогли продемонстрировать сохранение магнитных свойств после удаления из магнитного поля. При этом, намагниченность недостаточно сильна, чтобы прикрепить к холодильнику, но впервые представляет ферромагнетизм у меди и марганца при комнатной температуре.
Далее ученые выяснили, как именно, материалы генерируют свой магнетизм, подразумевая, что магнетизм возник на границе между слоями. Чтобы убедиться в этом, исследователи обратились к нетрадиционным способам, известным как вращение спина мюона. Они выяснили, что магнетизм структуры металл / углерод примерно в 30 раз слабее, чем у железа. Но ведущий автор Оскар Сеспедес думает, что существует много возможностей для улучшения. «Мы должны найти правильное сочетание молекул и металла, чтобы максимизировать эффект», говорит он.
В настоящее время широкое промышленные и технологические применение магнитов требует использование редкоземельных элементов, таких как неодим. И он становится все более дорогим. При этом, постоянные магниты, сделанные из легкодоступных материалов, таких как медь и уголь могут проложить путь к более экологичным технологиям, снижая зависимость от дорогостоящих минералов. Кроме того, фуллерены являются биологически совместимыми и могут быть получены в химической лаборатории.