Forskere får magnetisk nanopowder for 6G -teknologi
NEWSWISE-Materielle forskere har utviklet en rask metode for å produsere Epsilon-jernoksid og demonstrert sitt løfte om neste generasjons kommunikasjonsenheter. De enestående magnetiske egenskapene gjør det til et av de mest ettertraktede materialene, for eksempel for den kommende 6G -generasjonen av kommunikasjonsenheter og for holdbar magnetisk opptak. Verket ble publisert i Journal of Materials Chemistry C, A Journal of the Royal Society of Chemistry. Jernoksid (III) er et av de mest utbredte oksydene på jorden. Det er mest funnet som mineralhematitt (eller alfa-jernoksyd, α-Fe2O3). En annen stabil og vanlig modifisering er maghemitt (eller gamma-modifisering, y-Fe2O3). Førstnevnte er mye brukt i industrien som et rødt pigment, og sistnevnte som et magnetisk opptaksmedium. De to modifikasjonene skiller seg ikke bare i krystallinsk struktur (alfa-jernoksyd har sekskantet syngoni og gamma-jernoksyd har kubisk syngoni), men også i magnetiske egenskaper. I tillegg til disse formene for jernoksyd (III), er det mer eksotiske modifikasjoner som epsilon-, beta-, zeta- og til og med glassaktig. Den mest attraktive fasen er epsilon jernoksid, ε-Fe2O3. Denne modifiseringen har en ekstremt høy tvangskraft (materialets evne til å motstå et eksternt magnetfelt). Styrken når 20 KOE ved romtemperatur, noe som er sammenlignbart med parametrene til magneter basert på dyre sjeldne jord-elementer. Videre absorberer materialet elektromagnetisk stråling i sub-terahertz frekvensområdet (100-300 GHz) gjennom effekten av naturlig ferromagnetisk resonans. Hyppigheten av slik resonans er et av kriteriene for bruk av materialer i trådløse kommunikasjonsapparater-4G-standarden. Det er planer om å bruke Sub-Terahertz-serien som et arbeidsområde i den sjette generasjonen (6G) trådløs teknologi, som er forberedt på aktiv introduksjon i livene våre fra begynnelsen av 2030-tallet. Det resulterende materialet er egnet for produksjon av konverteringsenheter eller absorberkretser ved disse frekvensene. Ved å bruke kompositt ε-Fe2O3 nanopowders vil det for eksempel være mulig å lage maling som absorberer elektromagnetiske bølger og dermed skjermer rom mot fremmede signaler, og beskytter signaler mot avskjæring fra utsiden. Selve ε-Fe2O3 kan også brukes i 6G-mottakenheter. Epsilon jernoksid er en ekstremt sjelden og vanskelig form for jernoksid å oppnå. I dag produseres det i veldig små mengder, med selve prosessen opptil en måned. Dette utelukker selvfølgelig den utbredte søknaden. Forfatterne av studien utviklet en metode for akselerert syntese av epsilonjernoksyd som var i stand til å redusere syntese -tiden til en dag (det vil si for å utføre en full syklus på mer enn 30 ganger raskere!) Og øke mengden av det resulterende produktet. Teknikken er enkel å reprodusere, billig og kan enkelt implementeres i industrien, og materialene som kreves for syntesen - jern og silisium - er blant de mest tallrike elementene på jorden. Selv om epsilon-jernoksydfasen ble oppnådd i ren form relativt lenge siden, i 2004, har den fremdeles ikke funnet industriell anvendelse på grunn av kompleksiteten i syntesen, for eksempel som et medium for magnetisk-registrering. Vi har klart å forenkle teknologien betraktelig, sier Evgeny Gorbatsjov, en doktorgradsstudent ved Institutt for materialvitenskap ved Moskva State University og den første forfatteren av verket. Nøkkelen til vellykket anvendelse av materialer med rekordstore egenskaper er forskning på deres grunnleggende fysiske egenskaper. Uten en grundig studie kan materialet ufortjent glemt i mange år, som det har skjedd mer enn en gang i vitenskapens historie. Det var tandemet til materialforskere ved Moskva State University, som syntetiserte forbindelsen, og fysikere ved MIPT, som studerte det i detalj, som gjorde utviklingen til en suksess.
Post Time: Jul-04-2022 