• Ny forskning beskriver den första omvandlingen av ett icke-magnetiskt material till en permanent magnet med hjälp av elektricitet.
• The forskare söker billigare, rikligare magnetiska material att använda i solpaneler.
• El och elektrolyter omorganiserar effektivt järnsulfidens ytkemi.

Järnsulfid , bättre känd som pyrit eller idiotsguld, kan få ett nytt avtal på högt liv efter att forskare förvandlat det till en magnet med hjälp av en elektrisk behandling. Fysiker och kemiingenjörer från University of Minnesota och mer samarbetade för den nya forskningen, som de säger pekar vägen mot en ny typ av solpanelmaterial tillverkat av rikligt, billigt svavel.

University of Minnesota förklarar i ett uttalande:

”I studien använde forskarna en teknik som kallades elektrolytgating. De tog det icke-magnetiska järnsulfidmaterialet och lade det i en anordning i kontakt med en jonlösning eller elektrolyt, jämförbar med Gatorade. De applicerade sedan så lite som 1 volt (mindre spänning än ett hushållsbatteri), flyttade positivt laddade molekyler till gränssnittet mellan elektrolyten och järnsulfiden och inducerade magnetism. ”

Det som är snyggt är hur t hans reaktion efterliknar magnetism. Järnsulfiden berörs vid den joniska lösningen och elektrifieras sedan försiktigt, och i den efterföljande reaktionen samlas de positivt laddade (och magnetiskt livskraftiga) molekylerna längs den elektrifierade elektrolytytan.

Sammantaget är det ungefär som att använda en elektromagnetisk process, men i det här fallet är ändringen permanent och kräver ingen ytterligare ström. Forskarna säger att deras resultat är första gången el har inducerat en permanent förändring i magnetism. Ledande forskare Chris Leighton förklarar:

”Genom att applicera spänningen häller vi i huvudsak elektroner i materialet. Det visar sig att om du får tillräckligt höga koncentrationer av elektroner, materialet vill spontant bli ferromagnetiskt, vilket vi kunde förstå med teorin. Detta har mycket potential. Efter att ha gjort det med järnsulfid, antar vi att vi också kan göra det med andra material. ”

📩 Gör din inkorg mer fantastisk.

Experimentet härrör från en forskargrupp vars två breda intressen korsades på en kritisk punkt. De vill förbättra solcellstekniken med solceller genom att bredda antalet billiga kandidatmaterial och -teknik, och de undersöker också processen att framkalla mer långvarig magnetism i (fram till nu) material med åtminstone lite magnetism till att börja med. Det fältet kallas magnetojonik – magneto för magneter och jonik för hur vi måste omorganisera jonerna för att skapa magnetism.

Keen-eyed observatörer kanske undrar varför en järnförening inte är magnetisk till att börja med, eftersom järn är ett av de mest magnetiska elementen. Vanlig magnetism förkortas till och med från ferromagnetism, med hänvisning specifikt till järn. Men när du lägger till andra element, i detta fall svavel, minskas eller släcks effekten helt. Faktum är att University of Minnesota kemi avdelningen förklarar det vackert tillsammans med instruktioner för att förvandla järn till järnsulfid:

”Före reaktionen kommer provröret attraheras starkt av ett magnetfält på grund av ferromagnetism av elementärt järn. Efter reaktionen, förutsatt att du använder helt järnet, kan den enda magnetiska attraktionen komma från järnets (II) paramagnetiska attraktion som en del av föreningen. Järn (II) är en d6-jon som, beroende på centrifugeringstillståndet (hög centrifugering eller låg centrifugering), har fem eller en oparad elektron. Oavsett centrifugeringstillståndet är paramagnetism en mycket svagare kraft än ferromagnetism och så blir provrörets betydligt mindre attraktion mot ett magnetfält. ”

Tidigare skulle det enda sättet att vända minskningen av magnetism från rent järn till järnsulfid vara att separera elementen. Nu kanske du dunkar det i ett elektrifierat Gatorade-bad istället. (Önskad smak? Icy Charge.)