• Nieuw onderzoek beschrijft de allereerste conversie van een niet-magnetisch materiaal in een permanente magneet met behulp van elektriciteit.
• De onderzoekers zoeken naar goedkopere, overvloedigere magnetische materialen voor gebruik in zonnepanelen.
• Elektriciteit en elektrolyten herschikken de oppervlaktechemie van het ijzersulfide effectief.

IJzersulfide , beter bekend als pyriet of fool’s gold, zou een nieuw leven kunnen inblazen nadat onderzoekers er een magneet van hebben gemaakt met behulp van een elektrische behandeling. Natuurkundigen en scheikundig ingenieurs van de Universiteit van Minnesota en meer werkten mee aan het nieuwe onderzoek, dat volgens hen de weg wijst naar een nieuw soort materiaal voor zonnepanelen gemaakt van overvloedige, goedkope zwavel.

University of Minnesota legt in een verklaring uit:

“In de studie gebruikten de onderzoekers een techniek genaamd elektrolytische gating. Ze namen het niet-magnetische ijzersulfidemateriaal en stopten het in een apparaat dat in contact kwam met een ionische oplossing, of elektrolyt, vergelijkbaar met Gatorade. Ze pasten toen slechts 1 toe. volt (minder spanning dan een huishoudbatterij), positief geladen moleculen verplaatst naar het grensvlak tussen de elektrolyt en het ijzersulfide en veroorzaakte magnetisme. “

Wat leuk is, is hoe t zijn reactie zelf bootst magnetisme na. Het ijzersulfide wordt in aanraking gebracht met de ionische oplossing en vervolgens voorzichtig geëlektrificeerd, en in de daaropvolgende reactie verzamelen de positief geladen (en magnetisch levensvatbare) moleculen zich langs het geëlektrificeerde elektrolytoppervlak.

Over het algemeen lijkt het op het gebruik van een elektromagnetisch proces, maar in dit geval is de verandering permanent en is er geen verdere stroom nodig. De onderzoekers zeggen dat hun bevindingen de eerste keer zijn dat elektriciteit een permanente verandering in magnetisme heeft veroorzaakt. Hoofdonderzoeker Chris Leighton legt uit:

“Door de spanning aan te leggen, gieten we in wezen elektronen in het materiaal. Het blijkt dat als je voldoende hoge concentraties krijgt elektronen wil het materiaal spontaan ferromagnetisch worden, wat we met theorie konden begrijpen. Dit heeft veel potentieel. Nadat we het met ijzersulfide hebben gedaan, denken we dat we het ook met andere materialen kunnen doen. “

📩 Maak uw inbox nog indrukwekkender.

Het experiment was het resultaat van een onderzoeksgroep wiens twee brede interesses elkaar op één kritiek punt kruisten. Ze willen de fotovoltaïsche zonneceltechnologie verbeteren door het aantal goedkope kandidaat-materialen en technologieën uit te breiden, en ze onderzoeken ook het proces van het induceren van langduriger magnetisme in (tot nu toe) materialen met op zijn minst enig magnetisme om mee te beginnen. Dat veld wordt magnetoionica genoemd – magneto voor magneten en ionen voor de manier waarop we de ionen moeten herschikken om magnetisme te creëren.

Waarnemers met scherpe ogen kunnen zich afvragen waarom een ijzerverbinding in het begin niet magnetisch is, aangezien ijzer is een van de meest magnetische elementen. Algemeen magnetisme wordt zelfs afgekort van ferromagnetisme, specifiek verwijzend naar ijzer. Maar als je andere elementen toevoegt, in dit geval zwavel, wordt het effect verminderd of volledig gedoofd. In feite is de chemie van de University of Minnesota afdeling legt het mooi uit naast instructies voor het omzetten van ijzer in ijzersulfide:

“Vóór de reactie zal de reageerbuis sterk worden aangetrokken door een magnetisch veld vanwege de ferromagnetisme van het elementaire ijzer. Aangenomen dat je het ijzer volledig hebt opgebruikt, kan na de reactie de enige magnetische aantrekkingskracht komen van de paramagnetische aantrekkingskracht van het ijzer (II) als onderdeel van de verbinding. IJzer (II) is een d6-ion dat, afhankelijk van de spintoestand (hoge spin of lage spin), vijf of één ongepaarde elektronen zal hebben. Ongeacht de spintoestand is paramagnetisme een veel zwakkere kracht dan ferromagnetisme, en dus zal de aantrekkingskracht van de reageerbuis op een magnetisch veld veel kleiner zijn. “

In het verleden was de enige manier om de vermindering van het magnetisme van puur ijzer naar ijzersulfide om te keren, het scheiden van de elementen. Nu zou je het in plaats daarvan in een geëlektrificeerd Gatorade-bad kunnen dompelen. (Voorkeurssmaak? Icy Charge.)