近日,日本京都大学等的国际研究团队宣布,成功制造出不使用稀土、以随处可见且易于获取的碳为原料的磁铁。
“碳磁铁”在理论上是可能的,但合成一直是一个难点。如果能够实现大规模实用化,这种材料可能会在下一代计算机“量子计算机”等领域发挥重要作用。相关论文于1月9日发表在了科学杂志《自然》上。
磁铁是计算机和智能手机内置的存储介质、电动汽车的电机等各种产品不可或缺的部件。
京都大学研究团队的坂口浩司教授(京都大学能源纳米工程学)关注到了由碳原子排列成条状的“石墨烯纳米带(GNR)”这种微小物质。在接近真空状态的高温实验装置中,他们成功地将具有产生磁性的源—“自旋”方向一致的碳原子依次连接起来,制造出了具有磁铁性质的长度为10纳米、宽度为1.5纳米(纳米是十亿分之一米)的GNR。
这种物质(GNR)的磁力被认为比钕磁铁以及我们日常生活中常用的铁氧体磁铁等要弱。此外,由于容易与氧气或水分发生反应而劣化,目前制造起来还很困难,但随着制造工艺的进展,未来有可能开发出基于这种技术的、廉价且轻量的磁铁。
坂口教授表示:“虽然在大气中合成稳定的GNR并实现碳磁铁的实用化还需要时间,但我们将把此次成果作为第一步,继续推进研究。”
日本此前一直以来都在谋求尽可能地摆脱对我国稀土资源的依赖,这种不依赖稀土的碳磁铁也是日本多年努力中的一环。只不过这种新材料能在多大程度上动摇未来我国在稀土领域的统治地位还有待长期观察。
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