Científicos de la Universidad de Massachusetts Amherst informan que por primera vez han diseñado un método mucho más simple para preparar materiales magnéticos ordenados que nunca antes. acoplando propiedades magnéticas a la formación de nanoestructuras a bajas temperaturas.

El proceso innovador les permite crear materiales ferromagnéticos a temperatura ambiente que son estables durante largos períodos de manera más efectiva y con menos pasos que los métodos existentes más complicados. El enfoque fue descrito por el científico de polímeros de UMass Amherst Gregory Tew y sus colegas en la edición del 27 de septiembre de Comunicaciones de la naturaleza .

Tew explica que la mejora de la firma de su grupo es un método de un solo paso para generar materiales magnéticos ordenados basados ​​en nanoestructuras de cobalto mediante la codificación de un copolímero de bloque con la información química adecuada para autoorganizarse en dominios nanoscópicos. Los copolímeros de bloque están formados por dos o más subunidades de un solo polímero unidas por enlaces químicos covalentes.

El nuevo proceso entrega propiedades magnéticas a los materiales al calentar la muestra una vez a una temperatura relativamente baja, unos 390 grados (200 grados Celsius), que los transforma a temperatura ambiente, materiales totalmente magnéticos. La mayoría de los procesos anteriores requerían temperaturas mucho más altas o más pasos de proceso para lograr el mismo resultado. lo que aumenta los costos, Dice Tew.

Él añade, "Las pequeñas partículas de cobalto no deben ser magnéticas a temperatura ambiente porque son demasiado pequeñas. Sin embargo, La nanoestructura del copolímero de bloque los confina localmente, lo que aparentemente induce interacciones magnéticas más fuertes entre las partículas. produciendo materiales ferromagnéticos a temperatura ambiente que tienen muchas aplicaciones prácticas ".

"Hasta ahora, no se ha podido producir por encargo, materiales magnéticos a través de copolímeros de bloque en un proceso simple, "Dice Tew." Los métodos actuales requieren múltiples pasos solo para generar los materiales magnéticos ordenados. También tienen una eficacia limitada porque pueden no conservar la fidelidad del copolímero de bloque ordenado, no pueden confinar los materiales magnéticos a un dominio del copolímero de bloque, o simplemente no producen materiales fuertemente magnéticos. Nuestro proceso responde a todas estas limitaciones ".

Los materiales magnéticos se utilizan en todo, desde dispositivos de almacenamiento de memoria en nuestros teléfonos y computadoras hasta las tiras de datos en tarjetas de débito y crédito. Tew y sus colegas han descubierto una forma de construir copolímeros de bloque con la información química necesaria para autoorganizarse en estructuras nanoscópicas de una millonésima de milímetro de espesor. o alrededor de 50, 000 veces más delgado que el cabello humano promedio.

Estudios anteriores han demostrado que los copolímeros de bloque se pueden organizar en áreas relativamente grandes. ¿Qué hace que los resultados del grupo de investigación de la UMass Amherst sean tan intrigantes? Tew dice:es el posible acoplamiento de la organización de largo alcance con propiedades magnéticas mejoradas. Esto podría traducirse en un desarrollo de menor costo de nuevos medios de memoria, dispositivos magneto-resistivos gigantes y dispositivos espintrónicos futuristas que pueden incluir computadoras "instantáneas" o computadoras que requieren mucha menos energía, señala.

Él añade, "Aunque queda trabajo por hacer antes de que se habiliten nuevas aplicaciones de almacenamiento de datos, por ejemplo, endurecer los imanes, nuestro proceso es altamente sintonizable y por lo tanto modificable para incorporar diferentes tipos de precursores de metales. Este resultado debería ser interesante para todos los científicos en nanotecnología porque muestra de manera concluyente que el nanoconfinamiento conduce a propiedades completamente nuevas, en este caso, materiales magnéticos a temperatura ambiente ".

"Nuestro trabajo destaca la importancia de aprender a controlar la nanoestructura de un material. Demostramos que la nanoestructura está directamente relacionada con un resultado importante y práctico, es decir, la capacidad de generar imanes a temperatura ambiente ".

"Nuestro trabajo destaca la importancia de aprender a controlar la nanoestructura de un material. Demostramos que la nanoestructura está directamente relacionada con un resultado importante y práctico, es decir, la capacidad de generar imanes a temperatura ambiente ". Como parte de este estudio, El equipo de UMass Amherst también demostró que el uso de un copolímero de bloque o material nanoscópico da como resultado un material magnético a temperatura ambiente. Por el contrario, usando un homopolímero, o material no estructurado, conduce sólo a materiales no magnéticos o parciales mucho menos útiles.