Varje motor vi använder behöver en magnet. University of Manitoba-forskaren Rachel Nickel studerar hur rost kan göra dessa magneter billigare och lättare att tillverka.
Hennes senaste artikel, publicerad i tidskriften Nano Letters , utforskar en unik typ av järnoxidnanopartiklar. Detta material har speciella magnetiska och elektriska egenskaper som kan göra det användbart. Den har till och med potential som en permanent magnet, som vi använder i bil- och flygplansmotorer.
Det som skiljer den från andra magneter är att den är gjord av två av de vanligaste grundämnena som finns på jorden:järn och syre. Just nu använder vi magneter gjorda av några av de mest sällsynta elementen på planeten.
"Förmågan att producera magneter utan sällsynta jordartsmetaller är otroligt spännande", säger Nickel. "Nästan allt vi använder som har en motor där vi behöver starta en rörelse är beroende av en permanent magnet".
Forskare började förstå denna unika typ av rost, kallad epsilon järnoxid, först under de senaste 20 åren.
"Nu, det som är speciellt med epsilon järnoxid är att den bara finns i nanoskala", säger Nickel. "Det är i grunden fancy damm. Men det är fancy damm med en sådan otrolig potential."
För att kunna använda det i vardagsteknik måste forskare som Nickel förstå dess struktur. För att studera epsilons järnoxids struktur i olika storlekar samlade Nickel och kollegor in data vid Advanced Photon Source (APS) i Illinois, tack vare anläggningens partnerskap med Canadian Light Source (CLS) vid University of Saskatchewan. När partikelstorlekarna ändras förändras de magnetiska och elektriska egenskaperna hos epsilons järnoxid; forskarna började se ovanligt elektroniskt beteende i sina prover i större storlekar.
Nickel hoppas kunna fortsätta forskningen om dessa partiklar, eftersträva några av de främmande magnetiska och elektriska egenskaperna.
"Ju mer vi kan undersöka dessa system och ju mer vi har tillgång till faciliteter för att undersöka dessa system, desto mer kan vi lära oss om världen omkring oss och utveckla den till ny och transformativ teknologi", säger hon.
Mer information: Rachel Nickel et al, Nanoscale Size Effects on Push-Pull Fe-O-hybridization through the Multiferroic Transition of Perovskite ϵ-Fe2O3, Nano Letters (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c01512
Journalinformation: Nanobokstäver
Tillhandahålls av Canadian Light Source
