Les nouveaux aimants légers ont des applications possibles dans le monde réel –

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  • Une équipe internationale de chercheurs dirigée par le Centre de Recherche Paul Pascal (UMR 5031, CNRS -Université de Bordeaux) a découvert une nouvelle façon de concevoir des aimants aux propriétés physiques remarquables, qui pourraient les rendre complémentaires, voire compétitifs, des aimants inorganiques traditionnels. , qui sont largement utilisés dans les appareils de tous les jours.

    Les aimants font partie intégrante de notre vie quotidienne et se retrouvent dans de nombreux appareils médicaux et électroniques, y compris les appareils ménagers, les moteurs électriques et les ordinateurs. La demande de nouveaux matériaux magnétiques a considérablement augmenté ces dernières années. Beaucoup de ces matériaux sont composés d’éléments métalliques ou de métaux des terres rares qui peuvent être utilisés à température ambiante. En 2019, le marché mondial de ces aimants inorganiques valait 19,5 milliards de dollars américains et devrait atteindre 27,5 milliards de dollars américains d’ici 2025.

    Cependant, les aimants inorganiques peuvent être coûteux à fabriquer et l’accès à leurs éléments constitutifs est souvent limité.

    Pendant des décennies, les chimistes ont essayé de fabriquer des aimants haute performance à faible coût énergétique et financier en utilisant des unités moléculaires d’ions métalliques abondants et de ligands organiques peu coûteux. Jusqu’à présent, très peu d’aimants à base de molécules fonctionnant à température ambiante ont été signalés et les quelques exemples connus ne peuvent pas stocker d’informations.

    Les nouveaux aimants ont des applications possibles dans le monde réel

    Une équipe internationale de chercheurs dirigée par le chercheur CNRS Rodolphe Clérac à l’Université de Bordeaux, a trouvé une nouvelle stratégie chimique pour concevoir des réseaux de coordination à base d’aimants composés d’un radical organique (une molécule avec un électron non apparié, donc porteuse de spin) et d’un paramagnétique ( un ion métallique porteur de spin) pour générer une très forte interaction magnétique.

    Ces nouveaux aimants ont de nombreuses propriétés physiques souhaitables, notamment une température de fonctionnement élevée (jusqu’à 242 ° C), une forte coercivité (c’est-à-dire la capacité de stocker des informations) et une faible densité.

    Les nouveaux aimants légers avec des densités d’environ 1,2 g cm-3 contre plus de 5 g cm-3 pour les aimants inorganiques traditionnels présentent une forte coercivité à température ambiante jusqu’à 7500 Oe (2 ordres de grandeur plus élevés que précédemment rapportés pour les systèmes à base de molécules) et des températures de fonctionnement élevées qui dépassent de plus de 100 ° C le record actuel des réseaux de coordination.

    En plus des propriétés physiques remarquables, le processus de synthèse de ces aimants est relativement simple et peut être facilement appliqué à de nombreux matériaux organométalliques pour la conversion en aimants organométalliques.

    Malgré la relative facilité de préparation des nouveaux aimants, ils sont très sensibles à l’air et peu cristallins, pourtant les chercheurs ont pu surmonter ces obstacles pour caractériser pleinement ces aimants. Les propriétés électroniques et magnétiques de ces aimants ont été caractérisées de manière sélective par élément grâce à plusieurs collaborations internationales. Alors que les lignes de lumière BM01 et ID12 de l’European Synchrotron Research Facility (ESRF) étaient essentielles pour comprendre ces matériaux en ce qui concerne leur structure et leurs propriétés magnétiques, le récent chercheur de l’Académie de Finlande, Aaron Mailman, a contribué à la caractérisation analytique et spectroscopique de ces aimants. .

    “ La stratégie de synthèse utilisée dans ce travail devrait être largement applicable aux systèmes connexes et, bien que ces résultats représentent de nouvelles références pour la coercivité et la température critique, dans les aimants métalliques-organiques légers de faible densité, je prévois que les résultats futurs conduiront à de nouvelles améliorations et -applications technologiques mondiales ”, déclare Aaron Mailman.

    Rodolphe Clérac dit: “ Pour être honnête, je n’avais pas envisagé les applications de mes recherches avant ce travail, car mon équipe et moi faisons de la science fondamentale, mais il est maintenant clair pour moi que nous pouvons potentiellement utiliser ces matériaux dans des capteurs magnétoélectroniques et magnétiques. et les technologies d’enregistrement, en particulier lorsque le poids est un problème, par exemple dans les smartphones ou les satellites », conclut-il.

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    1 réponse

    1. 7 novembre 2020

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