Czy metoda z Uniwersytetu Jagiellońskiego otworzy drogę magnesom molekularnym?

Na Wydziale Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego powstał uniwersalny sposób tworzenia molekularnych, miękkich materiałów magnetycznych. Uzyskiwane związki są odporne na wysokie temperatury, co zwiększa potencjał ich zastosowań. Dotychczas znane na świecie technologie nie zapewniały takiej odporności. Magnetyki molekularne wykazują cechy od lat poszukiwane przez przemysł i można je wykorzystać w wielu gałęziach gospodarki - od medycyny i farmacji, przez technologie kosmiczne, elektronikę, nośniki pamięci i energetykę, po komputery kwantowe.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Uniwersytet Jagielloński zapewnił technologii ochronę poprzez zgłoszenia patentowe w Polsce i za granicą. Obecnie potrzebna jest współpraca z podmiotami, które zdecydują się na jej testowanie i wdrożenie.

Na bazie prekursorów, opisanych w zastrzeżonej metodzie, można tworzyć mikromagnetyki z udziałem łatwo dostępnych pierwiastków – nie tylko metali uważanych za pierwiastki magnetycznie aktywne. Oznacza to niską cenę wdrożenia technologii i uniezależnienie od trudnodostępnych i drogich metali, jak kobalt, nikiel oraz metale ziem rzadkich, obecnie wykorzystywanych do produkcji materiałów magnetycznych.

- Opracowaliśmy prekursory z ligandami cyjanowymi, które wykazują cechy poszukiwane od lat przez przemysł. Można je łączyć z szeroką gamą pierwiastków, w tym również niemetali, co pozwala uzyskać mikrocząsteczki o nadzwyczaj silnych właściwościach ferromagnetycznych, czyli takich, które są właściwe dla zwykłych magnesów. Co ciekawe, na bazie opracowanych przez nas prekursorów można wytwarzać magnetyczne materiały miękkie w różnych postaciach – magnetycznych ciał stałych, jak i magnetycznych cieczy. Możemy uzyskać nie tylko cząsteczki, ale też różnej wielkości kryształy, proszek czy powłoki o właściwościach magnetycznych - mówi prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz z UJ.

Materiały magnetyczne odporne na wysokie temperatury

Technologia z Uniwersytetu Jagiellońskiego pozwala wytwarzać ferromagnetyki miękkie, które zachowują trwałość i właściwości magnetyczne w wysokich temperaturach. Wytrzymują one każdy zakres temperatur - aż do poziomu rozpadu prekursora. W dotychczas stosowanych w przemyśle molekularnych materiałach magnetycznych dużym problemem jest utrata właściwości ferromagnetycznych już w bardzo niskich temperaturach, nawet poniżej temperatury ciekłego azotu, co poważnie ogranicza możliwości ich praktycznego wykorzystania.

Jakich właściwości materiałów magnetycznych poszukuje przemysł

Magnetyki molekularne - w odróżnieniu od tradycyjnych materiałów magnetycznych - mają małą gęstość oraz bistabilność spinową. Ta pierwsza oznacza, że w takim materiale uzyskuje się bardzo wysoki stosunek siły pola magnetycznego do masy zużytego materiału. Bistabilność spinowa z kolei powoduje, że materiał taki może zmieniać swoje właściwości magnetyczne pod wpływem zewnętrznych czynników, np. światła.

Miękkie magnetyki wykazują właściwości ferromagnetyczne, dopóki poddawane są zewnętrznemu oddziaływaniu pola magnetycznego. Gdy wykazuje ono zmienność, nawet w wysokich częstotliwościach, podobnej zmienności ulega materiał magnetyczny. Ważną cechą jest tutaj szybkość zachodzących zmian magnetycznych - wartość histerezy. Cecha ta jest szczególnie pożądana w przemyśle energetycznym – przesyle energii oraz transformacji napięcia – ponieważ warunkuje efektywność przesyłu i straty, które się w nim pojawiają. Odpowiednie materiały magnetyczne umożliwiają też budowę urządzeń o niskiej stratności energetycznej, które mogą pracować przy bardzo wysokich częstotliwościach.

- Opracowana przez nas klasa materiałów wykazuje właściwości magnetyczne na poziomie cząsteczkowym i zachowuje się podobnie do ferromagnetyków, czyli tradycyjnych magnesów. Cechy materiału wynikają z właściwości pojedynczych cząsteczek, a nie ze struktury krystalicznej, z czym mamy do czynienia w zwykłych magnesach. W praktyce oznacza to tyle, że korzystając z odpowiednich prekursorów możemy pozyskiwać mikrocząsteczki magnetyczne. Możemy je również ze sobą łączyć, tak aby uzyskać pożądany materiał docelowy - na przykład kryształ, ciecz czy powłokę. Wszystko zależy od przeznaczenia danego magnetyku. W każdym razie technologia daje ogromny potencjał jej wykorzystania do różnych celów – wszędzie tam, gdzie potrzebne są miękkie materiały o właściwościach ferromagnetycznych - wyjaśnia dr hab. Maciej Hodorowicz, współtwórca wynalazku z Wydziału Chemii UJ.

- Istnieją szerokie możliwości wdrażania w takich obszarach, jak komputery kwantowe, transformatory energii, nośniki leków, miniaturyzacja elektroniki, produkcja nośników danych, czy w tak wyrafinowanych segmentach, jak uszczelniające ciecze magnetyczne stosowane w stacjach kosmicznych czy satelitach. Na tym etapie współpraca z przemysłem jest kluczowa, a szerokość potencjału powoduje, iż poszukujemy partnerów do dalszego rozwoju tej technologii równocześnie w wielu branżach i segmentach - mówi dr inż. Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektorka Centrum Transferu Technologii UJ, CITTRU.

Światłoczułość magnetyków molekularnych zapewni nośniki pamięci z samodestrukcją

- Światłoczułość umożliwia wykorzystanie tych materiałów na przykład w produkcji nowego typu nośników pamięci, w których kluczowym elementem jest cienka powłoka magnetyczna. Taka powłoka może ulec kontrolowanemu zniszczeniu, pod wpływem światła, jak i odpowiedniej temperatury. Ważne przy tym jest to, że tego rodzaju kontrolowana destrukcja rzeczywiście powoduje nieodwracalną utratę danych. Być może właśnie tego typu technologie w przyszłości znajdą zastosowanie również w przemyśle wojskowym czy specjalistycznej informatyce - mówi prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz.

Na zdjęciu: prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz i dr hab. Maciej Hodorowicz.

Źródło: Centrum Transferu Technologii CITTRU

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Technologie kwantowe przechodzą do natarcia
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Aktualności
Farnell nominuje dr Sarę Ghaemi na stanowisko Regional Sales Director dla regionów Beneluksu i DACH
Produkcja elektroniki
Electro Welle inwestuje blisko 20 mln zł w rozwój zakładu w Marcinkowicach
Pomiary
Konkurs na projekty inteligentnych rozwiązań w zakresie recyklingu lub gospodarki odpadami
Komponenty
Microchip przejmuje Hailo i rozszerza ofertę układów Edge AI
Produkcja elektroniki
Nexperia i Tata Electronics łączą siły w produkcji półprzewodników w Indiach
Mikrokontrolery i IoT
Raspberry Pi zwiększa przychody o 90% dzięki klientom przemysłowym
Zobacz więcej z tagiem: Projektowanie i badania
Gospodarka
Społeczność element14 Community zaprasza inżynierów do bezpłatnego przetestowania nowego komputera jednopłytkowego Arduino VENTUNO Q
Technika
Drony zmieniają oblicze pola walki
Technika
Komory do badań EMC

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów