Οι επιστήμονες έχουν κάνει ένα βήμα προς τη δημιουργία ισχυρών συσκευών που η εκμετάλλευσημαγνητικός Χρέωση δημιουργώντας το πρώτο τρισδιάστατο αντίγραφο ενός υλικού γνωστού ως περιστροφικού πάγου.
Τα υλικά περιστροφής είναι εξαιρετικά ασυνήθιστα καθώς διαθέτουν λεγόμενα ελαττώματα που συμπεριφέρονται ως ο μοναδικός πόλος ενός μαγνήτη.
Αυτοί οι μαγνήτες ενός πόλου, γνωστού και ως μαγνητικά μονοπολικά, δεν υπάρχουν στη φύση. Όταν κάθε μαγνητικό υλικό κόβεται σε δύο, θα δημιουργεί πάντα έναν νέο μαγνήτη με βόρειο και νότιο πόλο.
Για δεκαετίες οι επιστήμονες έχουν κοιτάξει σε μεγάλο βαθμό για ενδείξεις φυσικώνμαγνητικός Μονοπολικά με την ελπίδα να ομαδοποιήσουμε τελικά τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης σε μια λεγόμενη θεωρία για τα πάντα, βάζοντας όλη τη φυσική κάτω από μια στέγη.
Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια οι φυσικοί κατάφεραν να παράγουν τεχνητές εκδοχές ενός μαγνητικού μονοπολικού μέσω της δημιουργίας δισδιάστατων υλικών περιστροφής.
Μέχρι σήμερα, αυτές οι δομές έχουν επιδείξει με επιτυχία ένα μαγνητικό μονοπολικό, αλλά είναι αδύνατο να ληφθεί η ίδια φυσική όταν το υλικό περιορίζεται σε ένα μόνο επίπεδο. Πράγματι, είναι η συγκεκριμένη τρισδιάστατη γεωμετρία του πλέγματος περιστροφής που είναι το κλειδί για την ασυνήθιστη ικανότητά του να δημιουργεί μικροσκοπικές δομές που μιμούνταιμαγνητικόςμονοπόλια.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε σήμερα στο Nature Communications, μια ομάδα με επικεφαλής τους επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ δημιούργησε το πρώτο 3D αντίγραφο ενός υλικού spin-ice χρησιμοποιώντας έναν εξελιγμένο τύπο 3D εκτύπωσης και επεξεργασίας.
Η ομάδα λέει ότι η τεχνολογία τρισδιάστατης εκτύπωσης τους επέτρεψε να προσαρμόσουν τη γεωμετρία του τεχνητού περιστροφικού πάγου, που σημαίνει ότι μπορούν να ελέγξουν τον τρόπο με τον οποίο σχηματίζονται τα μαγνητικά μονοπάλη και μετακινούνται στα συστήματα.
Η δυνατότητα χειρισμού των μίνι μονοπολικών μαγνητών σε 3D θα μπορούσε να ανοίξει μια ολόκληρη σειρά εφαρμογών που λένε, από την ενισχυμένη αποθήκευση υπολογιστών μέχρι τη δημιουργία 3D πληροφοριακών δικτύων που μιμούνται τη νευρική δομή του ανθρώπινου εγκεφάλου.
"Για πάνω από 10 χρόνια οι επιστήμονες δημιουργούν και μελετούν τεχνητό περιστροφικό πάγο σε δύο διαστάσεις. Με την επέκταση τέτοιων συστημάτων σε τρεις διαστάσεις κερδίζουμε μια πολύ πιο ακριβή αναπαράσταση της μονοπολικής φυσικής και είναι σε θέση να μελετήσουμε τον αντίκτυπο των επιφανειών ", δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Dr. Sam Ladak από τη Σχολή Φυσικής και Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ.
"Αυτή είναι η πρώτη φορά που ο καθένας ήταν σε θέση να δημιουργήσει ένα ακριβές 3D αντίγραφο ενός περιστροφικού πάγου, από το σχεδιασμό, στη νανοκλίμακα".
Ο τεχνητής περιστροφικός ενεργός δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας τεχνικές 3D νανοπροστασίας 3D 3D στις οποίες τα μικροσκοπικά νανοσωλήνες στοιβάζονταν σε τέσσερα στρώματα σε μια δομή πλέγματος, η οποία μετράται λιγότερο από το πλάτος των ανθρώπινων μαλλιών συνολικά.
Ένας ειδικός τύπος μικροσκοπίας που είναι γνωστός ως μικροσκοπία μαγνητικής δύναμης, η οποία είναι ευαίσθητη στον μαγνητισμό, στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε για να απεικονίσει τα μαγνητικά φορτία που υπάρχουν στη συσκευή, επιτρέποντας στην ομάδα να παρακολουθεί την κίνηση των μονοκατοικιών σε όλη τη δομή 3D.
"Η δουλειά μας είναι σημαντική, καθώς δείχνει ότι οι τεχνολογίες εκτύπωσης 3D νανοκλίμακας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να μιμηθούν υλικά που συνήθως συντίθενται μέσω της χημείας", συνέχισε ο Δρ Ladak.
"Τελικά, αυτό το έργο θα μπορούσε να προσφέρει ένα μέσο για την παραγωγή νέων μαγνητικών μετα -υλικών, όπου οι ιδιότητες του υλικού συντονίζονται με τον έλεγχο της 3D γεωμετρίας ενός τεχνητού πλέγματος.
"Οι συσκευές μαγνητικής αποθήκευσης, όπως μια μονάδα δίσκου σκληρού δίσκου ή συσκευές μνήμης μαγνητικής τυχαίας πρόσβασης, είναι μια άλλη περιοχή που θα μπορούσε να επηρεαστεί μαζικά από αυτή την ανακάλυψη. Καθώς οι τρέχουσες συσκευές χρησιμοποιούν μόνο δύο από τις διαθέσιμες τρεις διαστάσεις, αυτό περιορίζει το ποσό των πληροφοριών που μπορούν να αποθηκευτούν. Δεδομένου ότι τα μονοπολικά μπορούν να μετακινηθούν γύρω από το 3D πλέγμα χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να είναι δυνατή η δημιουργία μιας πραγματικής συσκευής αποθήκευσης 3D βασισμένη σε μαγνητικό φορτίο. "
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-28-2021