科学家设计具有出色的新型轻质磁铁

时间：2022-05-17 12:25:07 来源：

分子基磁体及其磁性能的图形表示。

由Celecthe Recherche Paul Pauspascal（UMR 5031，Bordeaux的CNRS-University）领导的国际研究人员已经发现了一种设计具有出色物理性质的磁体的新方法，这可能使它们与传统无机磁铁的互补甚至竞争。，广泛应用于日常电器。

磁铁是我们日常生活的一个组成部分，并在许多医疗和电子设备中找到，包括家用电器，电动机和电脑。近年来对新磁性材料的需求显着增加。许多这样的材料由金属元素或稀土金属组成，可在室温下使用。2019年，这些无机磁铁的全球市场价值为195亿美元，预计到2025年将达到275亿美元。然而，无机磁体可以制造和获得其构成元件的昂贵通常是有限的。

几十年来，化学家一直在试图在低能量和金融成本下使用丰富的金属离子和廉价的有机配体来制造高能的磁体。到目前为止，已经报道了在室温下操作的基于分子的基于分子的磁体，并且少数已知的示例无法存储信息。

新的磁铁具有可能的现实世界应用

由CNRS研究员RodolpheClérac在波尔多大学领导的国际研究人员已经发现了一种新的化学策略，以设计由有机自由基（具有未配对电子的分子的分子组成的基于磁体的协调网络，从而携带旋转）和旋转的（旋转携带）金属离子产生非常强的磁相互作用。这些新磁体具有许多所需的物理性质，包括高工作温度（最°多242℃），大矫顽力（即存储信息的能力）和低密度。

具有约1.2克CM-3与传统无机磁体大约5克CM-3的密度的新型轻质磁体表现出高达7500 OE的大型室温矫顽力（比以前报告的基于分子系统的2个数量级）和高工作温度超过当前的协调网络的记录超过100℃。除了出色的物理性°质之外，合成这些磁体的过程是相对简单的，并且可以容易地应用于许多金属有机材料以转换为金属 - 无机磁铁。

尽管准备新的磁铁相对容易，但它们是非常空气敏感的，并且结晶差，但研究人员能够克服这些障碍以充分表征这些磁体。这些磁体的电子和磁性特征通过几种国际协作以元素选择性方式表征。虽然欧洲同步研究设施（ESRF）的BM01和ID12波束线是了解这些材料的关键，但最近芬兰研究员近期芬兰研究员的Aaron Mailman致力于这些磁铁的分析和光谱表征。

“这项工作中使用的合成策略应该广泛适用于相关系统，而这些结果代表了矫顽力和临界温度的新基准，低密度，轻质金属有机磁铁，我希望未来的结果将导致进一步的改进和真实-world技术应用程序''Aaron Mailman说。

RodolpheClérac说''是诚实的，我在这项工作之前没有考虑过我的研究，因为我的团队和我做了基础科学，但现在可以清楚地看出，我们可以在磁电子，磁传感器中使用这些材料录音技术，特别是当重量是一个问题时，例如，在智能手机或卫星中，“他得出结论。

参考：Panagiota Perlepe，Itziar Oyarzabal，Aaron Mailman，Morgane Yquel，Mikhail Platunov，Iurii °Dovgaliuk，MathieuRouzières，PhilippeNégrier，Denise Mondieig，Elinaveta A.撰写的“具有高矫顽力和最高242C有序温度的金属有机磁体”。 Anne Dourges，SébastienBonhommeau，Rebecca A.Musgrave，Kasper S.Pedersen，Dmitry Chernyshov，Fabrice Wilhelm，Andrei Rogalev，CorineMathonière和RodolpheClérac，2020年10月30日，科学.DOI：
10.1126 / science.abb3861

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