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美合成可替代稀土的磁性納米材料

科技日報北京6月2日電(記者王小龍)美國弗吉尼亞聯邦大學的一個研究小組宣稱,他們合成出一種新型磁性材料,在磁性方面可媲美稀土制傳統永磁材料,有望降低工業生產中對稀土資源的依賴。負責此項研究的弗吉尼亞聯邦大學物理和人文學院教授希夫·卡納說,該發現開辟了一條人工新材料趕超傳統永磁材料的全新路徑。相關論文發表在最新一期《應用物理學快報》上。

這種新材料由鐵納米顆粒以及具有磁性的鈷和碳納米顆粒構成,后兩者的尺寸大約為5納米左右。實驗顯示,這種材料在磁性方面完全能夠媲美那些由稀土制成的、傳統的永磁材料。此外,這種材料還能在516.85攝氏度的高溫下存儲信息,具有良好的耐熱性和穩定性,并具備長程有序的特點,在數據存儲應用領域也有潛在的應用價值。

稀土具有“工業維生素”的美譽,如今是極其重要的戰略資源,在石油、化工、冶金、紡織等領域具有廣泛的應用價值。特別是那些用稀土制成的永磁材料,對通訊、電子以及汽車制造等行業而言更是必不可少。此外,隨著綠色科技市場的出現和快速發展,純電動以及混合電動汽車、直驅風力發電機動力系統和儲能系統的市場越來越大,永磁材料及稀土資源的需求量也隨之增加,資源短缺問題日益凸顯。

論文共同作者、弗吉尼亞聯邦大學博士后艾哈邁德·埃爾—詹蒂說,對解決稀土資源短缺而言這是一項重要的發現。該校納米科學與納米科技項目負責人埃弗雷特·卡彭特教授表示,這種新材料已經顯示出了很多出色的特性,有些方面甚至超過了傳統永磁材料。

總編輯圈點

五百年前的川菜,提味兒靠的是花椒和茱萸,但南美作物辣椒一引入,就改寫了原有的食譜。材料科學史上也一再有這類“烹調”創新,摻入便宜的材料,獲取昂貴的特性。隨著材料學的不斷創新,兩種基本“主食”——鐵和碳的地位,看來是牢固不可撼動的。理想的情況是,人類不會被材料瓶頸卡住,能用地殼中富集的元素完成一切高難度動作。


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