Ученые создают магнитную систему, которая преобразует тепло в движение

Ученые создают магнитную систему, которая преобразует тепло в движение

Инновационное новое исследование, проведенное группой международных разработчиков, в том числе профессором Джино Хркаком из Университета Эксетера, создало магнитную систему, способную извлекать тепловую энергию с использованием специального типа передач, известного как храповой мехфнизм.

Этот тепловой храповик сделан из материала, известного как «искусственный спиновый лед», который состоит из ряда крошечных наномагнетиков, изготовленных из никель-железного сплава Permalloy и которые в 200 раз меньше диаметра человеческого волоса.

Эта технология также способна превращать магнитную энергию в направленное вращение намагниченности. После намагничивания их образца исследователи заметили, что намагниченность вращается только в одном из двух возможных направлений, без очевидной причины, почему один из способов должен быть предпочтительным по сравнению с другим.

Исследование было опубликовано в ведущем научном журнале Nature Materials.

Себастьян Глига, ведущий автор исследования и научный сотрудник Marie Curie из Университета Глазго, напоминает: «Система, которую мы изучали, представляет собой искусственный спиновый лед, класс геометрически фрустрированных магнитных материалов. Мы были удивлены, увидев, что геометрия взаимодействий может быть адаптирована для достижения активного материала, который действует как храповой механизм ».

Профессор Gino Hrkac, второй автор доклада, из Университета Эксетера и научный сотрудник Royal Society, «Мы долгое время пытались понять, как работала система, прежде чем мы поняли, что ребра создали асимметричный энергетический потенциал». Эта асимметрия отражена в распределении магнитного поля на границах массива наномагнетиков и заставляет намагничивание вращаться в предпочтительном направлении.

Чтобы представить эволюцию магнитного состояния системы, ученые использовали рентгеновские лучи и так называемый магнитный дихроичный эффект. Измерения проводились на источнике синхротронного света SLS в Институте Пола Шеррера в Швейцарии и в Advanced Light Source, Национальной лаборатории Лоуренса Беркли в Соединенных Штатах.

По словам профессора Лауры Хейдерман из Института ETH Цюрих и Павла Шеррера: «Искусственный спиновый лед в основном использовался для ответа на научные вопросы, например, в отношении физики фрустрации. Это хорошая демонстрация того, как искусственный спиновый лед может быть функциональным материалом и обеспечивает шаг в сторону приложений ».

Эти данные создают неожиданный путь преобразования магнитной энергии в направленное движение намагниченности.

Эффект, который теперь обнаруживается в двумерных магнитных структурах, предполагает, что он будет практическим использованием в наноразмерных устройствах, таких как магнитные наномоторы, приводы или датчики.

Действительно, поскольку угловой момент сохраняется и спин является типом момента, изменение магнитного момента системы может в принципе вызвать физическое вращение системы (через эффект Эйнштейна-де Гааза). Он также может найти приложения в магнитной памяти, где биты могут храниться через локальное нагревание с помощью лазерных импульсов.

Источник: .technology.org

TABLOIDTV.LV


Комментарии ()

    гороскоп
    консультации юриста в Даугавпилсе
    Как долго проработает сегодняшняя коалиция в Даугавпилсской Думе