UTA发现新型磁性 或实现更强的磁体
据外媒报道,德克萨斯大学阿灵顿分校(University of Texas at Arlington,UTA)的研究人员发现了一种令人惊讶的新型磁性,这种磁性或许能够利用普通氧化铁的微小颗粒制造出更强的磁体。这一发现有望提升日常科技产品的性能,同时减少对稀土金属的需求,因为稀土金属价格更、可持续性更差且获取难度更大。相关研究论文发表在期刊《Nature Communications》。
图片来源: 期刊《Nature Comm unications》
“根据凝聚态物理学的基本原理,磁体的强度取决于一种名为各向异性的物理特性,”UTA杰出物理学教授,该研究团队负责人J. Ping Liu说道。“传统观点认为,高各向异性只能由含有重元素(例如稀土金属)的材料产生。然而,我们的发现为制造不使用重元素的新型、更强的磁体开辟了新的可能性。”
研究团队惊讶地发现,在极端压力下挤压的图案化氧化铁纳米颗粒中存在这种新的各向异性。Liu博士表示:“如果我们能够更好地控制这些结构,就能开发出一类全新的磁性材料,同时减少对昂贵、稀有或难以获取的材料的依赖。”
来自UTA、桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)和奥地利克莱姆斯多瑙大学(Danube University)的科学家合作开展了这项研究。他们使用一种名为金刚石压砧的装置,对纳米颗粒施加高达18.8千兆帕斯卡(约为地球大气压的18万倍)的压力。强大的压力将颗粒重新排列成微小的链条,从而增强了它们的磁力。
稀土金属(由17种化学元素组成)并非真正稀有,而是广泛分布于地壳中,因此开采起来既困难又耗费环境成本。开采这些元素通常需要经过多轮破碎、化学分离和精炼。
从智能手机、笔记本电脑到风力涡轮机和电动汽车,磁铁在许多日常科技产品中都必不可少。随着对更小、更轻、更强大的设备的需求不断增长,制造商在采购制造这些设备所需的材料方面面临着越来越大的挑战。
“我们希望进一步的研究能够对这种新型磁各向异性有更深入的理解,”Liu教授说道。“这有望为各种未来技术带来更便宜、更强大的磁铁,包括性能更佳的硬盘驱动器、更高效的电动机,以及在医学和科学领域应用磁铁的新途径。”
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