Los científicos han dado un paso hacia la creación de dispositivos poderosos que aprovechanmagnético Cargue creando la primera réplica tridimensional de un material conocido como hielo giratorio.
Los materiales de hielo giratorio son extremadamente inusuales, ya que poseen defectos llamados que se comportan como el polo único de un imán.
Estos imanes de un solo polo, también conocidos como monopolos magnéticos, no existen en la naturaleza; Cuando cada material magnético se corta en dos, siempre creará un nuevo imán con un polo norte y sur.
Durante décadas, los científicos han estado buscando en todas partes la evidencia de que ocurre naturalmentemagnético Los monopoles con la esperanza de finalmente agrupar las fuerzas fundamentales de la naturaleza en una llamada teoría de todo, poniendo toda la física bajo un mismo techo.
Sin embargo, en los últimos años, los físicos han logrado producir versiones artificiales de un monopolo magnético a través de la creación de materiales de hielo giratorio bidimensional.
Hasta la fecha, estas estructuras han demostrado con éxito un monopolo magnético, pero es imposible obtener la misma física cuando el material se limita a un solo plano. De hecho, es la geometría tridimensional específica de la red de hielo giratorio lo que es clave para su capacidad inusual para crear pequeñas estructuras que imitanmagnéticomonopolos.
En un nuevo estudio publicado hoy en Nature Communications, un equipo dirigido por científicos de la Universidad de Cardiff ha creado la primera réplica 3D de un material de hielo giratorio utilizando un tipo sofisticado de impresión y procesamiento 3D.
El equipo dice que la tecnología de impresión 3D les ha permitido adaptar la geometría del hielo giratorio artificial, lo que significa que pueden controlar la forma en que se forman y se mueven los monopolos magnéticos en los sistemas.
Ser capaz de manipular los Mini Monopole Magnets en 3D podría abrir una gran cantidad de aplicaciones que dicen, desde el almacenamiento mejorado de la computadora hasta la creación de redes informáticas 3D que imitan la estructura neuronal del cerebro humano.
“Durante más de 10 años, los científicos han estado creando y estudiando el hielo artificial en dos dimensiones. Al extender tales sistemas a tres dimensiones, obtenemos una representación mucho más precisa de la física monopola de hielo giratorio y podemos estudiar el impacto de las superficies ", dijo el autor principal, el Dr. Sam Ladak, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Cardiff.
"Esta es la primera vez que cualquiera puede crear una réplica 3D exacta de un hielo giratorio, por diseño, a nanoescala".
El hielo giratorio artificial se creó utilizando técnicas de nanofabricación 3D de última generación en las que se apilaban pequeños nanocables en cuatro capas en una estructura de celosía, que en general medían un ancho de cabello humano en general.
Luego se usó un tipo especial de microscopía conocido como microscopía de fuerza magnética, que es sensible al magnetismo, para visualizar las cargas magnéticas presentes en el dispositivo, lo que permite al equipo rastrear el movimiento de los imanes de un solo polo a través de la estructura 3D.
"Nuestro trabajo es importante ya que muestra que las tecnologías de impresión 3D a nanoescala se pueden usar para imitar materiales que generalmente se sintetizan a través de la química", continuó el Dr. Ladak.
“En última instancia, este trabajo podría proporcionar un medio para producir nuevos metamateriales magnéticos, donde las propiedades del material se ajustan controlando la geometría 3D de una red artificial.
“Los dispositivos de almacenamiento magnético, como una unidad de disco duro o dispositivos de memoria de acceso aleatorio magnético, son otra área que podría verse afectada masivamente por este avance. Como los dispositivos actuales usan solo dos de las tres dimensiones disponibles, esto limita la cantidad de información que se puede almacenar. Dado que los monopolos se pueden mover alrededor de la red 3D utilizando un campo magnético, puede ser posible crear un verdadero dispositivo de almacenamiento 3D basado en la carga magnética ".
Tiempo de publicación: mayo 28-2021