Физики превратили медь и марганец в ферромагнетики при помощи углеродных наноструктур
Международный коллектив физиков превратил медь и марганец в магнитные материалы при помощи фуллеренов – "наномячей" из углерода, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature."Технологии будущего, такие как квантовые компьютеры, потребуют создания новой породы магнитов с экзотическими свойствами, которые будут необходимы для увеличения их производительности. Наше исследование стало шагом вперед к созданию магнитных метаматериалов, которые могут решить эту задачу", — заявила Фатьма Аль-Мамари (Fatma Al Ma'Mari) из университета Лидса (Великобритания).На Земле существует всего три металла – железо, кобальт и никель, способные оставаться намагниченными при комнатных температурах. Это очень сильно ограничивает использование сил магнетизма в быту и в промышленности, и часто заставляет инженеров, технологов и даже биологов и медиков использовать токсичные материалы для экспериментов и работы.Физики из университета Лидса нашли способ значительно расширить этот перечень материалов, пойдя крайне оригинальным и неортодоксальным путем. Аль-Мамари и ее коллеги попытались собрать композитный магнитный материал, используя те законы и физические закономерности, которые были открыты за последние годы и которые объясняют, почему железо может быть намагниченным, а медь или марганец – нет.Как объясняют ученые, еще в начале 30 годов прошлого века британский физик Эдмунд Стоунер выяснил, что магнитные свойства железа и других ферромагнитных материалов возникают из-за особого расположения электроны внутри их атомов и силы взаимодействия между ними.Используя и одновременно "нарушая" этот принцип, группа Аль-Мамари собрала "сэндвич" из тонких пленок меди или марганца, отделенных друг от друга микроскопическими слоями фуллеренов – "шариков" из 60 атомов углерода. Фуллерены, как объясняют ученые, служат своеобразными "сборниками" лишних электродов, которые присутствуют в атомах меди и марганца.Как показали эксперименты, электроны на поверхности этих пленок в точке их контакта с углеродными "мячами" вели себя так же, как их собратья внутри железа, и превращали этот композитный материал в ферромагнетик, притягивающийся к полюсам магнита и способный намагничиваться."Конечно, такой магнит вы пока не сможете повесить на дверцу вашего холодильника. Но мы более чем уверены, что если мы подберем правильную комбинацию металлов и других веществ, то мы получим нужные нам магнитные метаматериалы, подходящие для решения текущих и будущих задач", — заключает Оскар Цеспедес (Oscar Cespedes), коллега Аль-Мамари.
