Немагнитные металлы превратили в магниты

Немагнитные металлы превратили в магниты

Комбинируя тонкие пленки металлов с молекулами углерода, ученым удалось превратить немагнитные вещества (медь и марганец) в магниты. Об этом сообщает журнал Nature.

Магнитные явления пока очень слабы и проявляются всего несколько дней, однако новое открытие способно проложить дорогу к гибридным органическо-металлическим магнитам, которые найдут применение в медицинской технике.

Ферромагнетики (вещества, которые действуют как постоянные магниты) притягивают металлы благодаря суммарному полю от спинов всех содержащихся в них электронов — каждая элементарная частица генерирует свое собственное магнитное поле. Спины части разнонаправленных электронов аннулируют эффект друг друга, но некоторые неспаренные электроны выстраиваются в одном направлении — по линиям внешнего магнитного поля — и сохраняют свое местоположение даже при его исчезновении. Кумулятивный эффект от таких крошечных магнитных полей и придает соответствующие свойства железу, кобальту и никелю (при комнатной температуре).

Оскар Сеспедес (Oscar Cespedes) из Лидского университета (Великобритания) заставил медь и марганец приобрести аналогичные свойства. Ученый и его коллеги уложили пленки металлов на слои из фуллеренов (похожие на клетку замкнутые многогранники из 60 атомов углерода). Фуллеренам хорошо удается извлекать электроны из металлических пленок. В результате последние обрели магнитные свойства — в обращенном к фуллеренам слое толщиной в несколько нанометров. После приложения и последующего отключения внешнего магнитного поля в пленках сохранилось около 10 процентов от индуцированного магнитного поля, что превратило медь и марганец в ферромагнетики, то есть они стали слабыми магнитами.

Эксперимент 2015 года опирается на теорию, созданную в 1930-е годы Эдмундом Стонером (Edmund Stoner), работавшим в том же университете. Стонер, в частности, описал условия, позволяющие элементу приобрести магнитные свойства. Хотя Сеспедес не уверен, что внутренняя структура модифицированных им меди и марганца соответствует критерию Стонера, его эксперимент указал на возможность создания ферромагнетиков из немагнитных металлов.

Сеспедес надеется, что новая технология позволит создать контрастное вещество для магнитно-резонансной томографии, более экологически чистое и безопасное для здоровья, чем гадолиний. В будущем новые магниты также могли бы прийти на смену редкоземельным элементам, кобальту и никелю в ветровых турбинах. Сейчас Сеспедес работает над тем, чтобы продлить магнитный эффект. Для этого он собирается укладывать органические и металлические молекулы в виде матрицы, а не отдельных слоев.

Lenta.ru

Похожие новости:
Американские физики создали самый мощный сверхпроводящий магнит
Физики из Университета штата Флорида создали сверхпроводящий магнит, с помощью которого можно получить магнитное поле величиной 32 тесла. Это примерно на треть больше максимальной индукции, которую могли создать сверхпроводящие магниты ранее, сообщается в пресс-релизе университета. В сверхпроводящих ..
2017-12-18 9057 0 Технология
0
Наномагниты помогут изучать клеточные контакты
Ученые создали устройство, которое позволяет одновременно управлять натяжением мембран у тысяч исследуемых клеток. Работа опубликована в журналеNature Methods, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте Калифорнийского университета в Лос-Анджелисе. Основой устройства является подложка из микроскопических управляемых магнитов, на которые наносятся ..
2012-10-16 1434 0 Технология
0
Ученые создали метод магнитной сепарации нефти от воды
Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новый метод магнитной сепарации нефти от воды, которая может быть использована в очистке нефтяных разливов. Они считают, что с этой техникой собранная нефть будет пригодна для дальнейшего использования, которая будет компенсировать ..
2012-10-25 3023 0 Технология
0
Ученые превратили цемент в полупроводниковое стекло
Группа физиков и специалистов по материаловедению смогла превратить смесь оксидов алюминия и магния в совершенно новый материал. Типичные для цемента компоненты стали стеклом, которое демонстрирует полупроводниковые свойства, отличается пониженной хрупкостью, выдерживает действие агрессивных сред и легко ..
2013-05-29 1552 0 Технология
0
Разработана дешевая система получения водородного топлива
Швейцарские ученые представили очень дешевую и обладающую наибольшим на сегодняшний день КПД преобразования (12,3 процента) систему получения водородного топлива. Новое устройство искусственного фотосинтеза разлагает воду за счет энергии Солнца. Оно включает два солнечных фотоэлемента из перовскита и катализатора ..
2014-09-27 2375 0 Технология
0
Сверхпроводники защитят людей в космосе
Набор из нескольких спиралевидных сверхпроводящих магнитов на корпусе космического корабля, путешествующего от Земли к Марсу и обратно, сможет защитить обитателей судна от действия космических лучей и при этом не потребует значительных расходов энергии, заявляют астрофизики в статье, размещенной в электронной библиотеке ..
2012-09-17 2367 0 Технология
0
Бактерии превратили в аналоговые запоминающие устройства
Американские ученые превратили бактерии в запоминающие устройства, изменив геном кишечной палочки. Память на них долго хранится, легко извлекается и стирается, что делает ее идеальным инструментом для датчиков экологического и медицинского мониторинга. О новой технологии сообщается в журнале Science. Предыдущие попытки хранить ..
2014-11-14 1443 0 Технология
0
Физики превратили в нанофильтр кусок пластика
Физики при помощи раствора уксусной кислоты и ультрафиолета превратили в нанофильтр цельный кусок полистирола с вкраплениями органического стекла, опубликовано в журнале Nature Materials. Группа ученых с руководителем Исана Сивании из Кэмбриджского университета  использовала уксусную кислоту и оргстекло крайне оригинальным ..
2011-11-29 1690 0 Технология
0
Физики создали новый, проводящий электричество материал
Учёный Карнеги является первым, кто нашёл условия, при которых оксид никеля может превратиться в проводящий электричество металл. Оксид никеля является одним из первых соединений, чьи электронные свойства должны были быть изучены, но до сих пор учёные не могли индуцировать металлическое ..
2012-08-30 2868 0 Технология
0
Российские ученые научились варить несовместимые металы
Новосибирские учёные придумали, как сделать самолёты, ракеты и ядерные электростанции ещё прочнее, а значит, безопаснее. Технологию, способную обеспечивать сварку несочетаемых материалов, разработали ученые из Новосибирска – уникальный метод может использоваться в ракетной, авиационной промышленности и при строительстве атомных электростанций. ..
2013-01-16 2069 0 Технология
0
Японские ученые нашли способ победить радиацию
Исследовательская группа из японского университета Ивате обнаружила способ выводить из почвы радиоактивные вещества с помощью активированного угля, изготовленного из кукурузных початков, сообщает ИТАР-ТАСС со ссылкой на японские СМИ.Ученые выяснили, что пористый уголь, который образуется при сжигании кукурузных кочерыжек, ..
2012-05-24 2698 2 Технология
0
Ученые освоили трехмерную печать жидкого металла
Инженеры Университета Северной Каролины разработали технологию печати трехмерных объектов из жидкого сплава индия и галлия. Описание процесса опубликовано в журнале Advanced Materials, кратко содержание работы пересказывает сайт Университета. Новизна разработки заключается в том, что ученым удалось ..
2013-07-11 1757 0 Технология
0
Создан полностью углеродный фотоэлемент
Инженеры Стенфордского университета создали первый в мире фотоэлемент, полностью состоящий из различных соединений углерода. Работа ученых опубликована в журнале ACS Nano, а ее краткое содержание можно прочитать на сайте университета. За поглощение света в устройстве отвечают углеродные нанотрубки и фуллерены ..
2012-11-1 2213 0 Технология
0
Ученые создали батарею из жидкого металла
Американские ученые создали батарею с жидкими электродами. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Массачусетского технологического института. В новой батареи два жидких электродных слоя разделены слоем жидкого электролита. ..
2014-09-23 1768 0 Технология
0
Революция в области альтернативной энергетики
Инженер и изобретатель из Санкт-Петербурга Алексей Данилин вместе с отцом-пенсионером на своей даче в Псковской области собирает уникальный ветрогенератор, использующий энергию торнадо. Если эксперимент удастся, это станет революцией в области альтернативной энергетики, передает ГТРК "Санкт-Петербург". Суть изобретения ..
2013-08-21 3104 3 Технология
0