Os cientistas obtêm nanopowder magnético para 6G Technology
NEWSWISE-Os cientistas materiais desenvolveram um método rápido para produzir óxido de ferro Epsilon e demonstraram sua promessa para dispositivos de comunicação de próxima geração. Suas propriedades magnéticas excelentes a tornam um dos materiais mais cobiçados, como para a próxima geração de 6G de dispositivos de comunicação e para gravação magnética durável. O trabalho foi publicado no Journal of Materials Chemistry C, A Journal of the Royal Society of Chemistry. O óxido de ferro (III) é um dos óxidos mais difundidos da Terra. É encontrado principalmente como hematita mineral (ou óxido de ferro alfa, α-FE2O3). Outra modificação estável e comum é a maghemite (ou modificação gama, γ-FE2O3). O primeiro é amplamente utilizado na indústria como pigmento vermelho e o último como um meio de gravação magnético. As duas modificações diferem não apenas na estrutura cristalina (o óxido alfa-ferro tem singonia hexagonal e óxido de ferro gama tem singonia cúbica), mas também em propriedades magnéticas. Além dessas formas de óxido de ferro (III), existem mais modificações exóticas, como epsilon-, beta-, zeta- e até vítrea. A fase mais atraente é o óxido de ferro epsilon, ε-FE2O3. Essa modificação possui uma força coercitiva extremamente alta (a capacidade do material de resistir a um campo magnético externo). A força atinge 20 koe à temperatura ambiente, que é comparável aos parâmetros de ímãs com base em elementos caros da Terra rara. Além disso, o material absorve a radiação eletromagnética na faixa de frequência Sub-terahertz (100-300 GHz) através do efeito da ressonância ferromagnética natural. Há planos de usar a linha Sub-terahertz como uma faixa de trabalho na tecnologia sem fio da Sexta Geração (6G), que está sendo preparada para introdução ativa em nossas vidas no início dos anos 2030. O material resultante é adequado para a produção de unidades de conversão ou circuitos de absorvedor nessas frequências. Por exemplo, usando os nanopowders compostos ε-FE2O3, será possível fazer tintas que absorvam ondas eletromagnéticas e, portanto, protejam as salas de sinais estranhos e protejam os sinais da interceptação do exterior. O próprio ε-FE2O3 também pode ser usado em dispositivos de recepção 6G. O óxido de ferro de epsilon é uma forma extremamente rara e difícil de óxido de ferro para obter. Hoje, é produzido em quantidades muito pequenas, com o próprio processo levando até um mês. Isso, é claro, exclui sua aplicação generalizada. Os autores do estudo desenvolveram um método para a síntese acelerada do óxido de ferro epsilon capaz de reduzir o tempo de síntese para um dia (ou seja, realizar um ciclo completo de mais de 30 vezes mais rápido!) E aumentar a quantidade do produto resultante. A técnica é simples de reproduzir, barata e pode ser facilmente implementada na indústria, e os materiais necessários para a síntese - ferro e silício - estão entre os elementos mais abundantes da Terra. “Embora a fase de óxido de ferro epsilon tenha sido obtida em forma pura há muito tempo, em 2004, ela ainda não encontrou aplicação industrial devido à complexidade de sua síntese, por exemplo, como um meio de registro magnético. Conseguimos simplificar consideravelmente a tecnologia ”, diz Evgeny Gorbachev, um estudante de doutorado no Departamento de Ciências do Materiais da Universidade Estadual de Moscou e o primeiro autor do trabalho. A chave para a aplicação bem-sucedida de materiais com características recordes é a pesquisa sobre suas propriedades físicas fundamentais. Sem um estudo aprofundado, o material pode ser imerecido por muitos anos, como aconteceu mais de uma vez na história da ciência. Foi o conjunto de cientistas de materiais da Universidade Estadual de Moscou, que sintetizou o complexo, e os físicos da MIPT, que o estudaram em detalhes, que tornaram o desenvolvimento um sucesso.
Hora de postagem: JUL-04-2022 