Un equipo internacional de investigadores dirigido por el Centre de Recherche Paul Pascal UMR 5031, CNRS -Universidad de Burdeos ha descubierto una forma novedosa de diseñar imanes con propiedades físicas excepcionales, que podrían hacerlos complementarios o incluso competitivos con los tradicionales.imanes inorgánicos, que se utilizan ampliamente en los electrodomésticos de uso diario.
Los imanes son una parte integral de nuestra vida cotidiana y se encuentran en muchos dispositivos médicos y electrónicos, incluidos electrodomésticos, motores eléctricos y computadoras. La demanda de nuevos materiales magnéticos ha aumentado significativamente en los últimos años. Muchos de estos materiales están compuestosde elementos metálicos o metales de tierras raras que se pueden utilizar a temperatura ambiente. En 2019, el mercado mundial de estos imanes inorgánicos tenía un valor de 19.500 millones de dólares y se espera que alcance los 27.500 millones de dólares en 2025.
Sin embargo, los imanes inorgánicos pueden ser costosos de fabricar y el acceso a sus elementos constituyentes a menudo es limitado.
Durante décadas, los químicos han intentado fabricar imanes de alto rendimiento a bajo costo energético y económico utilizando unidades moleculares de abundantes iones metálicos y ligandos orgánicos económicos. Hasta ahora, se han informado muy pocos imanes basados en moléculas que funcionan a temperatura ambiente,y los pocos ejemplos conocidos no pueden almacenar información.
Los nuevos imanes tienen posibles aplicaciones en el mundo real
Un equipo internacional de investigadores liderado por el investigador del CNRS Rodolphe Clérac en la Universidad de Burdeos, ha encontrado una nueva estrategia química para diseñar redes de coordinación basadas en imanes compuestas por un radical orgánico una molécula con un electrón desapareado, por lo tanto lleva un espín y union metálico paramagnético portador de espín para generar una interacción magnética muy fuerte.
Estos nuevos imanes tienen muchas propiedades físicas deseables, que incluyen alta temperatura de funcionamiento hasta 242 ° C, gran coercitividad es decir, la capacidad de almacenar información y baja densidad.
Los nuevos imanes ligeros con densidades de alrededor de 1,2 g cm-3 frente a más de 5 g cm-3 de los imanes inorgánicos tradicionales exhiben una gran coercitividad a temperatura ambiente de hasta 7500 Oe 2 órdenes de magnitud más alta que la informada anteriormente para los sistemas basados en moléculas. y altas temperaturas de funcionamiento que superan el récord actual de las redes de coordinación en más de 100 ° C.
Además de las excelentes propiedades físicas, el proceso de síntesis de estos imanes es relativamente sencillo y se puede aplicar fácilmente a muchos materiales organometálicos para convertirlos en imanes organometálicos.
A pesar de la relativa facilidad para preparar los nuevos imanes, son muy sensibles al aire y poco cristalinos, sin embargo, los investigadores pudieron superar estos obstáculos para caracterizar completamente estos imanes. Las propiedades electrónicas y magnéticas de estos imanes se caracterizaron en un elementode manera selectiva a través de varias colaboraciones internacionales. Si bien las líneas de luz BM01 e ID12 en el European Synchrotron Research Facility ESRF fueron clave para comprender estos materiales con respecto a su estructura y propiedades magnéticas, sin embargo, el reciente investigador de la Academia de Finlandia Aaron Mailman contribuyó ala caracterización analítica y espectroscópica de estos imanes.
'' La estrategia sintética utilizada en este trabajo debe ser ampliamente aplicable a los sistemas relacionados y, si bien estos resultados representan nuevos puntos de referencia para la coercitividad y la temperatura crítica, en imanes metalorgánicos livianos de baja densidad, espero que los resultados futuros conduzcan a mejoras adicionalesy aplicaciones de tecnología del mundo real '', dice Aaron Mailman.
Rodolphe Clérac dice '' Para ser honesto, no había considerado las aplicaciones de mi investigación antes de este trabajo, ya que mi equipo y yo hacemos ciencia fundamental, pero ahora tengo claro que potencialmente podemos usar estos materiales en magnetoelectrónica,sensores magnéticos y tecnologías de grabación, especialmente cuando el peso es un problema, por ejemplo, en teléfonos inteligentes o satélites ”, concluye.
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Materiales proporcionado por Universidad de Jyväskylä - Jyväskylän yliopisto . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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