Umidità e controllo della pressione …

Umidità e controllo della pressione ...

3 agosto 2016

Una molecola di cristallo fa una transizione reversibile tra due stati magnetici differenti. La struttura a tre strand elicoidale del cristallo ha due stati magnetici e ricercatori possono causare il cristallo di transizione tra stati utilizzando umidità e pressione. Come chirale, magnete multi-stato, la molecola ha un grande potenziale per i dispositivi spintronici. Credit: Li Li, Hiroshima University.

I ricercatori della Hiroshima University, CNRS e Université de Strasbourg cristalli sintetizzati con proprietà magnetiche che possono cambiare in continuazione e reversibilmente, una prima mondiale. Lo studio è stato evidenziato come un articolo di copertina della rivista Chimica inorganica. una pubblicazione della American Chemical Society marzo 2016.

Recentemente, la comunità scientifica ha avuto immenso interesse per le nuove tipologie di magneti con la possibilità di creare la prossima generazione di dispositivi ad alta efficienza energetica attraverso l’utilizzo di materiali innovazioni tecniche della scienza.

magneti comuni, come quelli in possesso di promemoria su frigoriferi domestici o girare i motori di automobili, sono fatti di metalli e ossidi. magneti recenti possono essere realizzati con molecole organiche e possono avere una serie di comportamenti magnetici causa di variazioni nella loro struttura molecolare.

Quella serie di comportamenti include lo stato ferrimagnetic fortemente magnetico e lo stato di vetro di spin magnetico molto debolmente.

Le diverse stagioni a Hiroshima, in Giappone possono influenzare l’umidità all’interno dell’ufficio e di ricerca edifici durante tutto l’anno. Cristalli preparati nelle diverse stagioni hanno dimostrato diverse proprietà magnetiche anche se le loro strutture cristalline erano quasi identici.

"Per trovare l’origine dei diversi stati magnetici. abbiamo preparato i cristalli in condizioni controllate di temperatura e umidità," ha detto Li Li, primo autore del documento di ricerca e un dottorato di ricerca studente presso il Dipartimento di Chimica presso l’Università di Hiroshima.

Come i cristalli assorbono l’acqua dal cielo, subiscono cambiamenti strutturali sottili responsabili della continua trasformazione tra ferrimagnete e vetro di spin. Applicando pressione, l’effetto può essere invertito. Questo permette la messa a punto degli stati magnetici, e spiega perché l’umidità nel laboratorio di ricerca può influenzare i cristalli.

Utilizzando metodi di sintesi del gruppo di ricerca, aumentando la pressione sul cristallo cambia lo stato di vetro di spin nello stato ferrimagnete e asciugare i cambiamenti di cristallo ferrimagnete in vetro di spin. Pressione e umidità sono come interruttori dimmer per far scorrere il cristallo avanti e indietro tra i due stati.

Inoltre, il cristallo è chirale, significa che può esistere in entrambi sua immagine speculare uno o orientamento. Queste versioni immagine speculare della molecola non sono sovrapponibili, come destra e sinistra mani umane.

Entrambe le versioni destri e mancini dei cristalli possono transizione tra gli stati ferrimagnete e vetro di spin. Tuttavia, ci sono preziose applicazioni esclusivi di molecole chirali per le loro proprietà ottiche e chimica unica.

"Il nostro laboratorio ricerca principalmente magneti chirali, ma questa è la prima volta abbiamo trovato un composto con più stati magnetici," ha detto Katsuya Inoue, Ph.D. uno dei ricercatori coinvolti e il leader del Centro di Università di Hiroshima per Chiral Science.

magneti chirali possono essere utilizzati in dispositivi spintronica, che sono la tecnologia di archiviazione dati attuali state-of-the-art che utilizzano meno energia, sono più veloci, e può memorizzare più informazioni rispetto alle precedenti generazioni di dischi rigidi dei computer.

"Immaginiamo che un materiale chirale con due o più stati magnetici fornirà ulteriori vantaggi tecnologici per la sua manualità," ha detto Inoue.

"Questa è una marca nuova razza di materiale molecolare e richiede finezza di sintetizzare. I nostri risultati potrebbero non portare direttamente alle applicazioni pratiche immediate, ma i progressi fatti nella scienza dei magneti chirali stanno generando proprietà non sperimentato prima, l’apertura di un futuro luminoso di nuove innovazioni," ha detto Inoue.

Maggiori informazioni: Li Li et al. Progressiva trasformazione tra due Stati terra magnetico per un cristallo Struttura di un chirale magnete molecolare, Chimica inorganica (2016). DOI: 10.1021 / acs.inorgchem.5b02956

Fornito da: Università di Hiroshima

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