دانشمندان نانوپودر مغناطیسی را برای 6 بدست آوردندفناوری G
خبرآنلاین - دانشمندان مواد یک روش سریع برای تولید اکسید آهن اپسیلون توسعه داده اند و وعده آن را برای دستگاه های ارتباطی نسل بعدی نشان داده اند. خواص مغناطیسی برجسته آن را به یکی از پرطرفدارترین مواد تبدیل کرده است، مانند دستگاه های ارتباطی نسل آینده 6G و ضبط مغناطیسی بادوام. این کار در مجله Materials Chemistry C، مجله انجمن سلطنتی شیمی منتشر شد. اکسید آهن (III) یکی از گسترده ترین اکسیدهای روی زمین است. بیشتر به عنوان هماتیت معدنی (یا اکسید آهن آلفا، α-Fe2O3) یافت می شود. یکی دیگر از اصلاحات پایدار و رایج ماگمیت (یا اصلاح گاما، γ-Fe2O3) است. اولی به طور گسترده در صنعت به عنوان رنگدانه قرمز و دومی به عنوان یک رسانه ضبط مغناطیسی استفاده می شود. این دو تغییر نه تنها در ساختار کریستالی (اکسید آهن آلفا دارای همگامی شش ضلعی و اکسید گاما آهن دارای همگامی مکعبی) بلکه در خواص مغناطیسی نیز متفاوت هستند. علاوه بر این اشکال اکسید آهن (III)، تغییرات عجیب‌تری مانند اپسیلون، بتا، زتا و حتی شیشه‌ای وجود دارد. جذاب ترین فاز اکسید آهن اپسیلون، ε-Fe2O3 است. این اصلاح دارای نیروی اجباری بسیار بالایی است (توانایی ماده برای مقاومت در برابر میدان مغناطیسی خارجی). قدرت در دمای اتاق به 20 kOe می رسد که با پارامترهای آهنرباهای مبتنی بر عناصر خاکی کمیاب گران قیمت قابل مقایسه است. علاوه بر این، این ماده تابش الکترومغناطیسی را در محدوده فرکانس زیر تراهرتز (100-300 گیگاهرتز) از طریق تأثیر تشدید فرومغناطیسی طبیعی جذب می کند. فرکانس چنین رزونانسی یکی از معیارهای استفاده از مواد در دستگاه های ارتباطی بی سیم - 4G است. استاندارد از مگاهرتز و 5G از ده ها گیگاهرتز استفاده می کند. برنامه هایی برای استفاده از محدوده زیر تراهرتز به عنوان محدوده کاری در فناوری بی سیم نسل ششم (6G) وجود دارد که برای معرفی فعال در زندگی ما از اوایل دهه 2030 آماده می شود. ماده به دست آمده برای تولید واحدهای تبدیل یا مدارهای جاذب در این فرکانس ها مناسب است. به عنوان مثال، با استفاده از نانو پودرهای کامپوزیت ε-Fe2O3 می‌توان رنگ‌هایی ساخت که امواج الکترومغناطیسی را جذب می‌کنند و بنابراین اتاق‌ها را از سیگنال‌های خارجی محافظت می‌کنند و سیگنال‌ها را از رهگیری از بیرون محافظت می‌کنند. خود ε-Fe2O3 نیز می تواند در دستگاه های دریافت 6G استفاده شود. اکسید آهن اپسیلون شکل بسیار کمیاب و دشواری از اکسید آهن است. امروزه در مقادیر بسیار کم تولید می شود و این فرآیند تا یک ماه طول می کشد. این البته کاربرد گسترده آن را رد می کند. نویسندگان این مطالعه روشی را برای سنتز سریع اکسید آهن اپسیلون ایجاد کردند که می تواند زمان سنتز را به یک روز کاهش دهد (یعنی انجام یک چرخه کامل بیش از 30 برابر سریعتر!) و مقدار محصول حاصل را افزایش دهد. . این تکنیک برای بازتولید ساده، ارزان است و به راحتی در صنعت قابل اجرا است و مواد مورد نیاز برای سنتز - آهن و سیلیکون - از فراوان‌ترین عناصر روی زمین هستند. اگرچه فاز اکسید آهن اپسیلون به شکل خالص نسبتاً طولانی قبل به دست آمد، اما در سال 2004، هنوز به دلیل پیچیدگی سنتز آن کاربرد صنعتی پیدا نکرده است، به عنوان مثال به عنوان رسانه ای برای ضبط مغناطیسی. اوگنی گورباچف، دانشجوی دکترای دپارتمان علوم مواد در دانشگاه دولتی مسکو و اولین نویسنده این کار، می‌گوید: «ما توانسته‌ایم فناوری را به طور قابل توجهی ساده کنیم. کلید کاربرد موفقیت آمیز مواد با ویژگی های رکوردشکنی، تحقیق در مورد خواص فیزیکی اساسی آنهاست. بدون مطالعه عمیق، ممکن است مطالب برای سالیان متمادی به طور غیرمستقیم فراموش شوند، همانطور که بیش از یک بار در تاریخ علم اتفاق افتاده است. این مجموعه ای از دانشمندان مواد در دانشگاه دولتی مسکو بودند که این ترکیب را سنتز کردند و فیزیکدانان MIPT که آن را به تفصیل مطالعه کردند، باعث موفقیت این توسعه شدند.
زمان ارسال: ژوئیه-04-2022 