06/09/2015 - Cientistas criam incrível material formado por 1 bilhão de “ímãs”

Um material sintético feito a partir de 1 bilhão de nanomagnetos (minúsculos “ímãs”) revelou a rara capacidade de alterar os estados quando expostos a flutuações de temperatura. Assim como a água tem seu estado gasoso, líquido e sólido, este material feito de ímãs indica transições de fase físicas quando arrefecido gradualmente até quase seu congelamento.

"Nós fomos surpreendidos e estamos animados. Apenas os sistemas complexos são capazes de exibir as transições de fase”, disse a pesquisadora-chefe por trás do novo material, Laura Heyderman, do Paul Scherrer Institute, na Suíça.

Classificado como um metamaterial, por apresentar propriedades que ainda têm de ser encontradas na natureza, a estrutura complexa dos nanomagnetos tem o potencial de fornecer novos métodos de transferência de informações e armazenamento de memória, sugere a equipe no estudo, publicado na Nature Communications.Cada ímã possui apenas 63 nanômetros de comprimento e tem a forma de uma espécie de grão de arroz. Um milhão deles foram organizados em conjunto sobre um substrato plano, formando um padrão de “colmeia” bem unificada, cobrindo uma área de 5 x 5 mm. A equipe observou, pela primeira vez, o comportamento destes ímãs à temperatura ambiente e descobriu que sua orientação era completamente aleatória, ou seja, não havia nenhuma sequência ou razão para onde os pólos dos ímãs apontavam. Mas então eles começaram a arrefecer lentamente o material, e os ímãs começaram a interagir uns com os outros, e sua orientação mostrou sinais de influência por ímãs vizinhos. Quando ainda mais arrefecidos, o arranjo magnético parecia sofrer outra mudança. "Estávamos fascinados pelo fato de que o nosso material sintético exibiu este fenômeno diário de uma transição de fase", disse Heyderman.

Uma grande vantagem deste material é que, embora as estruturas atômicas complexas de materiais naturais sejam impossíveis de se reorganizar com extrema precisão em grande escala, como este é feito inteiramente de ímãs, ele pode ser personalizado muito facilmente.

Isso permitirá que os cientistas não só possam alterar a forma e o tamanho deles, como também a sua disposição na estrutura, de forma que possam investigar a possibilidade de novos estados da matéria. "O melhor de tudo é que transições de fase sob medida poderiam permitir a adaptação de metamateriais a necessidades diferentes no futuro", acrescentou Heyderman.

A esperança é que um material como esse possa ter aplicações futuras, tanto na transferência quanto no armazenamento de dados.

Como os pesquisadores trabalham em um tipo diferente de dispositivo magnético, o estado em que os ímãs são induzidos a interagir de modo fraco, pode ser usado como memória para armazenar informação em 'bits', enquanto o estado de alta energia, com forte interação, permite a circulação de informações através de dinâmica quântica. Outra aplicação possível é em sensores que medem campos magnéticos.


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