EUR/RUB 67.89
USD/RUB 57.51
EUR/USD 1.18
Банк инноваций
2009, декабрь
2009, ноябрь
2009, октябрь
2009, сентябрь
2009, август
2009, июль
2009, июнь
2009, май
2009, апрель
2009, март
2009, февраль
2009, январь
2008, декабрь
2008, ноябрь
 •  Статья 1
 •  Статья 2
 •  Статья 3
 •  Статья 4
2008, октябрь
2008, сентябрь
2008, август
2008, Июль
2008, Июнь
2008, Май
2008, Апрель
2008, Март
2008, Февраль
Анонсы


Модульная установка для поточного производства декоративно-облицовочных плит из отходов стекла

БЮРО ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
 

 
100%
800
960
1024
1152
 О компании  Услуги  Журнал  Контакты 
Журнал  2008, ноябрь  Статья 3

 

МАГНИТЫ БЫВАЮТ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ…


Представьте себе, что, пронося магнит над чашечкой кофе, вы тянете всю жидкость из чашки. Чудеса? Не совсем: ученым удалось создать магнитные материалы из молекул типа кофеина.

Джоэль Миллер из университета штата Юта (США) и Артур Эпштейн из Огайо открыли первый такой органический магнит в 1985 году. В 1991 году японцы создали сложный органический магнит под невероятным названием «нитрофенил нитронил нитроксид», в состав которого входят углерод, водород, азот и кислород - те же ингредиенты, из которых сделаны кофеин и многие другие вещества.

Эти открытия не имели практического применения, поскольку магнитные свойства вещества начинали проявлять лишь вблизи абсолютного нуля. И лишь в 1997 году все те же Миллер и Эпштейн нашли еще один органический магнит, «магнитящий» вплоть до 75 градусов по Цельсию. Он состоит из немагнитного ванадия, окруженного молекулами тетрацианоэтилена.

Французские исследователи под руководством Мишеля Вердаже из университета Пьера и Марии Кюри в Париже тоже создали органический магнит при комнатной температуре, похожий по составу на краситель «Прусская голубизна». И у него внутри ванадий и хром, а вокруг органические группы.

Магнетизм в новых материалах возникает потому, что атомы выстраиваются в них упорядоченным образом.

Неметаллические магниты гораздо дешевле своих металлических собратьев, их легче изготавливать и обрабатывать - вот очевидные аргументы за их широчайшее внедрение. Как сообщили авторы открытия, они уже получили запросы от косметических компаний и медиков, занимающихся искусственным сердцем.

Органические магниты - химические тонкости

Высокоспиновые полирадикалы в настоящее время изучаются особо интесивно, так как именно эти материалы рассматриваются как наиболее перспективные кандидатов на роль органических магнитных материалов. Преимущества органических макрорадикалов, представляющих собой одну органическую молекулу или макромолекулу, заключаются в том, что размеры форма и локализация радикального центра таких молекул может быть легко настроена. Методы современной макромолекулярной химии позволяют получать полимеры с двух- или трехразмерной топологией, представляющие собой глобулярные, дисковые или звездообразные наноразмерные структуры.

Один из подходов к разработке ферромагнитных полимеров заключается в фокусировании спинов радикальных заместителей вдоль оси сопряженного фрагмента, несущего боковой заместитель. Так как мультиплетность спина в таком случае должна быть пропорциональна степени полимеризации полимера и зависеть от взаимодействия между спиновыми состояниями радикалов, одной из наиболее перспективных главных цепей полимера в таком случае является полиацетиленовая цепь, структурные звенья которой собой небольшие по размеру и массе.

До настоящего времени в рамках разработки органических магнитных материалов было затрачено уже достаточно усилий для получения высокоспиновых полирадикалов. Однако, большая часть «органических магнитов», известных к настоящему времени, проявляют магнитные свойства только при низких температурах.

Х. Мурата (H. Murata), Д. Миядзима (D. Miyajima), и Х. Нишида (H. Nishide) из университета Васеда, Токио синтезировали полирадикал с высоким спиновым состоянием, сохраняющимся при комнатной температуре.


Парамагнитный полирадикал представляет собой спиралевидный полимер, основной цепью которого является пи-сопряженная полиеновая система. С ней связаны устойчивые заместители – аминиевые катион-радикалы.

Исследователи синтезировали ахиральный нейтральный замещенный ацетиленовый мономер, который затем полимеризовали на родиевом катализаторе в хиральном растворителе. Полимер, полученный таким образом, представляет собой оптически активную спиралевидную структуру.

После того, как аминные заместители были окислены до катион-радикалов, спиралевидный полимер приобрел свойства кругового дихроизма. Это обстоятельство оказалось демонстрацией успешного синтеза полирадикала со спиралевидной структурой. Такая особенность пространственного строения макрорадикала и отвечает за более сильное антиферромагнитное взаимодействие спирального полимера в сравнении с его неспиральными аналогами.


Магнитный углерод

Два ученых с физического факультета университета Умео, Швеция (UMEA), Татьяна Макарова и Бертиль Сундквист (Bertil Sundqvist), сообщили в журнале Nature об открытии ферромагнитных свойств у чистого углерода. Это открытие позволяет рассчитывать на новые типы магнитных носителей информации и электродвигателей.

Обычно магнетизм связан с такими металлами, как железо, кобальт и никель или же так называемыми редкоземельными элементами, такими как самарий и гадолиний. Чистый же углерод в формах графита и алмаза не оказывает никакого влияния на стрелку компаса. Новые магнитные материалы, исследованные в лаборатории, представляли собой молекулы фуллерена C60 (называемые также "футболино"), которые при высоких давлениях и температуре сцепляются между собой, образуя кристалл.

Новое открытие способно привести к более глубокому пониманию основ магнетизма и к массовому производству подобных органических магнитов. Их малая плотность позволит создавать новые легкие и эффективные электромоторы и генераторы, а также новые виды магнитооптических устройств запоминания и хранения информации.

Ферромагнитные свойства С60 были открыты по чистой случайности в 2001 году российскими учеными. За последние годы были обнаружены новые материалы, являющиеся его производными, среди которых оказалось и много "хороших" сверхпроводников. На самом деле, и в этом случае исследователи рассчитывали обнаружить именно сверхпроводящие свойства углеродных материалов. Применив магнитные методы измерений, исследователи обнаружили ферромагнитные свойства, такие как остаточная намагниченность, сохраняющиеся при температурах до 225°C (точка Кюри). Фуллерен С60 обладает в полтора раза меньшей плотностью, чем графит, и вдвое меньшей, чем алмаз. Пытаясь увеличить эту плотность при помощи высоких давлений при высокой температуре, экспериментаторы получили несколько образцов еще одной формы углерода. А комплексное изучение их свойств показало, что часть образцов обладает явно выраженными ферромагнитными свойствами. И поскольку металлических примесей в исходном фуллерите практически нет (их содержание составляет сотые доли процента), то свойства эти принадлежат самому углероду. И проявляет он их при самых что ни на есть обычных температурах.

Сам полимер был изготовлен в России, после чего изучался группами исследователей в Швеции, Германии и Бразилии.

Особенно важно то, что на основании опубликованных данных об этой работе ее удалось повторить уже в двух странах - Японии и Великобритании - и с теми же результатами. А это значит, что ферромагнитный материал на основе чистого углерода действительно существует.

Авторы открытия: Т.Макарова, Бертил Сундквист, Roland Hohne, Pablo Esquinazi, Yakov Kopelevich, P.Scharff, Valerii Davydov, Ludmila Kashevarova, Aleksandra Rakhmanina. Эти ученые представляют несколько организаций: Физико-технический институт им. Иоффе - С.-Петербург, Университет Умео - Швеция, департамент сверхпроводимости и магнетизма Лейпцигского университета - Германия, Instituto de Fisica, Unicamp - Brazil, Институт физики высоких давлений - Троицк, Россия.

 

©2007-2017 Бюро инновационных технологийcms4site™