• Uudessa tutkimuksessa kuvataan ei-magneettisen materiaalin ensimmäinen muunnos kestomagneetiksi sähköä käyttämällä.
• tutkijat etsivät halvempia, runsaampia magneettisia materiaaleja käytettäväksi aurinkopaneeleissa.
• Sähkö ja elektrolyytit järjestävät tehokkaasti rautasulfidin pintakemian.

Rautasulfidi , joka tunnetaan paremmin nimellä pyriitti tai tyhmä kulta, voisi saada uuden vuokran korkeasta elämästä sen jälkeen, kun tutkijat muuttoivat siitä magneetin sähkökäsittelyn avulla. Fyysikot ja kemianinsinöörit Minnesotan yliopistosta ja useammat tekivät yhteistyötä uuden tutkimuksen parissa, joka heidän mukaansa osoittaa tietä kohti uudenlaista aurinkopaneelimateriaalia, joka on valmistettu runsaasta, edullisesta rikistä.

Minnesotan yliopisto selittää lausunnossaan:

”Tutkimuksessa tutkijat käyttivät tekniikkaa, jota kutsutaan elektrolyyttiportiksi. He ottivat ei-magneettisen rautasulfidimateriaalin ja laittivat sen laitteeseen, joka on kosketuksessa Gatoradeen verrattavan ionisen liuoksen tai elektrolyytin kanssa. Sitten he käyttivät vain 1 voltti (pienempi jännite kuin kotitalousakku), siirsi positiivisesti varautuneet molekyylit elektrolyytin ja rautasulfidin väliseen rajapintaan ja indusoi magneettisuutta. ”

Mikä on siistiä, miten hänen reaktionsa itse jäljittelee magneettisuutta. Rautasulfidi kosketetaan ioniliuokseen ja sähköistetään sitten varovasti, ja seuraavassa reaktiossa positiivisesti varautuneet (ja magneettisesti elinkelpoiset) molekyylit kerääntyvät sähköistetyn elektrolyytin pinnalle.

Kaiken kaikkiaan se on eräänlainen kuin sähkömagneettisen prosessin käyttö, mutta tässä tapauksessa muutos on pysyvä eikä vaadi lisävirtaa. Tutkijoiden mukaan löydökset ovat ensimmäinen kerta, kun sähkö on aiheuttanut pysyvän muutoksen magneettisuudessa. Johtava tutkija Chris Leighton selittää:

”Soveltamalla jännitettä kaadamme materiaaliin olennaisesti elektroneja. On käynyt ilmi, että jos saat riittävän suuria elektroneja, materiaali haluaa spontaanisti muuttua ferromagneettiseksi, minkä pystyimme ymmärtämään teorian avulla. Tällä on paljon potentiaalia. Kun olemme tehneet sen rautasulfidilla, voimme arvata, että voimme tehdä sen myös muiden materiaalien kanssa. ”

📩 Tee postilaatikostasi mahtavampi.

Kokeessa syntyi tutkimusryhmä, jonka kaksi laajaa etua leikkasivat yhdessä kriittisessä vaiheessa. He haluavat parantaa aurinkosähköteknologiaa laajentamalla edullisten ehdokasmateriaalien ja -tekniikoiden määrää, ja he tutkivat myös prosessia, joka aiheuttaa (toistaiseksi) materiaaleihin kestävämpää magneettia, jossa aluksi on ainakin jonkin verran magneettisuutta. Tätä kenttää kutsutaan magnetoioniksi – magneettien magneto ja ioni sen mukaan, miten ioneja on järjestettävä uudelleen magnetismin luomiseksi.

Innokkaat silmät tarkkailijat saattavat miettiä, miksi rautayhdiste ei ole aluksi magneettinen, koska rauta on yksi magneettisimmista elementeistä. Yhteinen magnetismi jopa lyhenee ferromagnetismista viitaten erityisesti rautaan. Mutta kun lisäät muita alkuaineita, tässä tapauksessa rikkiä, vaikutus heikkenee tai sammuu kokonaan. Itse asiassa Minnesotan yliopiston kemia osasto selittää sen kauniisti ohjeen kanssa raudan muuttamiseksi rautasulfidiksi:

”Ennen reaktiota koeputki vetää voimakkaasti magneettikenttää alkuaineraudan ferromagneettisuus. Reaktion jälkeen, olettaen, että käytät rautaa kokonaan, ainoa magneettinen vetovoima voi tulla raudan (II) paramagneettisesta vetovoimasta osana yhdistettä. Rauta (II) on d6-ioni, jolla on pyörintätilasta riippuen (suuri spin tai matala spin) viisi tai yksi parittamaton elektroni. Spinnitilasta riippumatta, paramagnetismi on paljon heikompi voima kuin ferromagnetismi, joten koeputki houkuttelee paljon vähemmän magneettikenttää. ”

Aikaisemmin ainoa tapa kääntää magnetismin väheneminen puhtaasta raudasta rautasulfidiksi olisi erottaa elementit. Nyt saatat upottaa sen sähköistettyyn Gatorade-kylpyyn. (Ensisijainen maku? Icy Charge.)