Polacy opracowali innowacyjną metodę, dzięki której można tworzyć wiele molekularnych materiałów magnetycznych. Ich potencjał aplikacyjny jest ogromny: od komputerów kwantowych, przez transformatory energii, nośniki leków, elektronikę, produkcję nośników danych, po tak zaawansowane wynalazku jak uszczelniające ciecze magnetyczne stosowane w stacjach kosmicznych i satelitach. Przyjrzyjmy się dokonaniom naukowców z Krakowa.
Magnetyczne materiały molekularne tworzone są poprzez łączenie prostych organicznych i nieorganicznych cząsteczek i jonów w większe struktury. Projektowanie ich przypomina układanie klocków. W oparciu o wiedzę z dziedzin fizyki, chemii i inżynierii krystalicznej możemy wybierać takie bloki budulcowe, które stworzą finalnie substancję o pożądanych adekwatnościach – tak w uproszczeniu możemy opisać materiały, na którymi pracowali badacze z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz oraz dr hab. Maciej Hodorowicz opracowali uniwersalną metodę, która umożliwia tworzenie szerokiego wachlarzu molekularnych, miękkich materiałów magnetycznych. To, co je przede wszystkim odróżnia od dotychczas stosowanych, to duża odporność na wysokie temperatury. Taka adekwatność otwiera nową drogą dla praktycznego zastosowania tych materiałów.
Warto dodać, iż metoda umożliwia tworzyć mikromagnetyki z udziałem łatwo dostępnych pierwiastków, a nie tylko tych uważanych za magnetycznie aktywne. W rzeczywistość silnie uniezależnia nas to od importowania drogich metali jak np. kobalt, nikiel czy metale ziem rzadkich. Ich zasoby w skorupie ziemskiej są ograniczone, a eksploatacja budzi wiele kontrowersji w zakresie ochrony środowiska i przestrzegania praw pracowniczych.
Badacze tłumaczą, iż opracowali specjalne prekursory z ligandami cyjanowymi, który wykazują cechy poszukiwane od dawna przez przemysł. „Można je łączyć z szeroką gamą pierwiastków, w tym również niemetali, co pozwala uzyskać mikrocząsteczki o nadzwyczaj silnych adekwatnościach ferromagnetycznych, czyli takich, które są adekwatne 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 adekwatnościach magnetycznych” – mówi prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz cytowany w przesłanej informacji prasowej.
Technologia krakowskich uczonych sprawia, iż wytworzymy ferromagnetyki miękkie, które są trwałe i odporne na wysokie temperatury. Takie magnetyki molekularne mają jeszcze inne interesujące cechy jak małą gęstość i bistabilność spinową. Jak tłumaczą naukowcy, pierwsza z nich oznacza, iż w takim materiale uzyskuje się wysoki stosunek siły pola magnetycznego do masy zużytego materiału. Bistabilność spinowa odnosi się do tego, iż materiał zmienia swoje adekwatności magnetyczne pod wpływem zewnętrznych czynników, np. światła.
Uniwersytet Jagielloński zapewnia o ochronie nowatorskiej metody poprzez zgłoszenie patentowe na terenie Polski i za granicą. Aby wdrożyć technologię w życie należy również nawiązać współpracę z branżami wykorzystującymi takie magnetyki w praktyce. Miejmy nadzieję, iż już niedługo znajdą się chętne podmioty do testowania i wdrażania tych materiałów.
