Indijski institut za znanost (IISc) razvio je revolucionarno otkriće u znanosti o materijalima, gdje su istraživači razvili sintetičke kemijske okvire sposobne mijenjati magnetna spin stanja na gotovo okolnim temperaturama.
Središte ovog istraživanja su dvije studije koje je vodio Abhishek Mondal, docent na Odjelu za kemiju čvrstog stanja i strukture (SSCU) na IISc-u. Njegov tim je sintetizirao nove kemijske okvire sastavljene od visoko poroznih kristala formiranih od samostalno sastavljajućih metalno-organskih slojeva. Ovi materijali pokazuju izvanrednu sposobnost da prođu reverzibilno magnetno prebacivanje, što ih čini obećavajućim kandidatima za uporabu u jedinicama za pohranu podataka sljedeće generacije, kvantnim procesorima i naprednim industrijskim senzorima.
Jedan od glavnih izazova s kojima se suočava Mondalov tim uključuje ograničenja tradicionalnih poroznih materijala koji se koriste za senziranje plinova ili tekućina. Tipično, ovi materijali doživljavaju ograničeno širenje i kontrakciju zbog lokalizirane apsorpcije sila unutar strukture rešetke. Kako bi to prevladali, istraživači su osmislili novi kemijski kompleks koji sadrži elastičnu matricu. Ovaj inovativni pristup omogućuje nesmetano širenje promjena spin stanja u cijelom materijalu, što rezultira kooperativnim ponašanjem koje omogućuje cijelom materijalu da preokrene svoje magnetsko stanje.
Drugi ključni aspekt ovog istraživanja odnosi se na radni raspon temperatura materijala. Savremeni materijali često zahtijevaju ultra niske temperature, obično ispod 50 K (-223 ° C), da bi djelovali učinkovito. Takvi uvjeti zahtijevaju energetski intenzivne sustave hlađenja, koji su skupi i nepraktični za široku primjenu.
Sintetiziranjem prekursorskog kompleksa koji reagira s okolnim rastvaračima i atmosferskom vlašću, istraživači su postigli vrlo stabilno jedinjenje koje može izlagati različite magnetske prijelaze na otprilike 240 K i 310 K (oko -33 ° C i 37 ° C).
Sposobnost manipulacije magnetnim stanjima na atomskoj razini otvara vrata napretku u kvantnim tehnologijama. Ovi materijali mogu djelovati kao molekularni prekidači, mijenjajući se između dva magnetna stanja nakon izlaganja svjetlosti, topline ili tlaka.
Mondal naglašava da su ovi nalazi još uvijek u ranoj fazi istraživanja, ali imaju potencijal za rješavanje hitnih globalnih izazova. Moderni podatkovni centri i elektronički uređaji troše ogromne količine energije, a razvoj učinkovitijih materijala mogao bi dovesti do smanjene potrošnje energije i održivijih tehnologija.
Kako istraživanje napreduje, tim ima za cilj povećati složene strukture kako bi stvorio pametne senzore za hvatanje plina sposobne selektivno detektirati industrijski kritične plinove kao što su metan (CH4), ugljični monoksid (CO) i ugljični dioksid (CO2) s visokom osjetljivošću.
★
Neka vijesti ostanu poštene.
ObjectiveNews financiraju čitatelji i bez oglasa je – pristranost vam pokazujemo, ne skrivamo. Podržite neovisno novinarstvo za 5 €/mjesec.
Postani podupiratelj
United Kingdom
