Vědci získají magnetický nanopowder pro 6G Technologie
NEWSWISE-Vědci z materiálu vyvinuli rychlou metodu pro výrobu oxidu železa Epsilon a prokázali svůj slib pro komunikační zařízení nové generace. Jeho vynikající magnetické vlastnosti z něj činí jeden z nejvíce vyhledávanějších materiálů, například pro nadcházející generaci komunikačních zařízení 6G a pro trvanlivé magnetické záznamy. Práce byla publikována v časopise Journal of Materials Chemistry C, Journal of Royal Society of Chemistry. Oxid železa (III) je jedním z nejrozšířenějších oxidů na Zemi. Většinou se nachází jako minerální hematit (nebo oxid alfa železa, a-Fe2O3). Další stabilní a běžnou modifikací je maghemite (nebo modifikace gama, y-Fe2O3). První z nich je v průmyslu široce používán jako červený pigment a druhý jako magnetické záznamové médium. Obě modifikace se liší nejen v krystalické struktuře (oxid alfa-železa má hexagonální syngonii a oxid gama-železa má krychlovou syngonii), ale také v magnetických vlastnostech. Kromě těchto forem oxidu železa (III) existuje více exotických modifikací, jako jsou Epsilon-, Beta-, Zeta- a dokonce sklovité. Nejatraktivnější fází je epsilon oxid železa, ε-Fe2O3. Tato modifikace má extrémně vysokou donucovací sílu (schopnost materiálu odolat vnějšímu magnetickému poli). Síla dosahuje 20 KOE při teplotě místnosti, což je srovnatelné s parametry magnetů na základě drahých prvků vzácných Země. Kromě toho materiál absorbuje elektromagnetické záření ve frekvenčním rozsahu sub-terahertz (100-300 GHz) prostřednictvím účinku přirozené feromagnetické rezonance. Frekvence takové rezonance je jedním z kritérií pro použití materiálů v bezdrátových komunikačních zařízeních-4G standard používá megahertz a 5G. Existují plány na využití řady Sub-Terahertz jako pracovní rozmezí v bezdrátové technologii šesté generace (6G), která se připravuje na aktivní zavedení v našich životech od počátku 30. let. Výsledný materiál je vhodný pro produkci konvertujících jednotek nebo absorbérů na těchto frekvencích. Například použitím kompozitních nanopowdersů ε-Fe2O3 bude možné vydávat barvy, které absorbují elektromagnetické vlny, a tím chrání místnosti před cizími signály a chránit signály před zachycením z vnějšku. Samotný ε-FE2O3 lze také použít v 6G recepčních zařízeních. Oxid železa Epsilon je extrémně vzácná a obtížná forma oxidu železa. Dnes se vyrábí ve velmi malém množství, přičemž samotný proces trvá až měsíc. To samozřejmě vylučuje svou rozšířenou aplikaci. Autoři studie vyvinuli metodu pro zrychlenou syntézu oxidu železa epsilonu schopného zkrátit dobu syntézy na jeden den (tj. Pro provádění plného cyklu více než 30krát rychlejší!) A zvýšení množství výsledného produktu. Tato technika je snadno reprodukovatelná, levná a lze ji snadno implementovat v průmyslu a materiály potřebné pro syntézu - železo a křemík - patří mezi nejhojnější prvky na Zemi. „Ačkoli fáze oxidu epsilon-železa byla získána v čisté formě relativně dávno, v roce 2004 stále nenašla průmyslovou aplikaci kvůli složitosti jeho syntézy, například jako médium pro magnetické záznam. Podařilo se nám tuto technologii výrazně zjednodušit, “říká Evgeny Gorbachev, studentka PhD na Katedře materiálových věd na Moscow State University a první autor práce. Klíčem k úspěšné aplikaci materiálů s rekordními charakteristikami je výzkum jejich základních fyzikálních vlastností. Bez hloubkové studie může být materiál po mnoho let nezaslouženě zapomenut, jak se stalo více než jednou v historii vědy. Byl to tandemový vědci z materiálů na Moskevské státní univerzitě, kteří syntetizovali sloučeninu, a fyziky na MIPT, kteří ji podrobně studovali, což učinilo vývoj úspěchem.
Čas příspěvku: Jul-04-2022 