Podle Fakulty chemické Jagellonské univerzity jde o důležitý objev minimálně ze dvou důvodů. Na základě prekurzorů popsaných v proprietární metodě je možné vytvořit širokou škálu mikromagnetik pomocí mnoha snadno dostupných prvků - nejen kovů dříve považovaných za magneticky aktivní prvky. V praxi to znamená nízkou cenu za implementaci technologie a zároveň nezávislost na těžko dostupných a drahých kovech, jako je kobalt, nikl nebo kovy vzácných zemin, v současnosti používaných k výrobě magnetických materiálů. Molekulární magnety mají navíc potenciálně velmi široké uplatnění v mnoha odvětvích ekonomiky, od lékařství a farmacie, přes vesmírné technologie, elektroniku, paměťová média a energetiku až po kvantové počítače. Každá novinka v segmentu molekulárních magnetů dává velké možnosti technologického pokroku v různých oblastech našeho života.

- Vyvinuli jsme prekurzory s kyanoligandy, které vykazují vlastnosti, které průmysl hledal roky. Lze je kombinovat s celou řadou prvků včetně nekovů, což umožňuje získat mikročástice s extrémně silnými feromagnetickými vlastnostmi, tedy typickými pro běžné magnety. Zajímavé je, že na základě prekurzorů, které jsme vyvinuli, lze magnetické měkké materiály vyrábět v různých formách: magnetické pevné látky a magnetické kapaliny. Můžeme získat nejen částice, ale i krystaly různých velikostí, prášek nebo povlaky s magnetickými vlastnostmi – říká Prof. Janusz Szklarzewicz z Jagellonské univerzity.

Technologie vyvinutá na Jagellonské univerzitě umožňuje výrobu měkkých feromagnetik, které si zachovávají odolnost a magnetické vlastnosti při vysokých teplotách. Odolávají jakémukoli teplotnímu rozsahu až do úrovně degradace prekurzoru. Jde o důležitou informaci, protože u molekulárně magnetických materiálů dosud používaných v průmyslu je velkým problémem ztráta feromagnetických vlastností již při velmi nízkých teplotách, i pod teplotou kapalného dusíku, což zatím výrazně omezuje možnosti jejich praktického využití. .

Molekulární magnety mají na rozdíl od tradičních magnetických materiálů zajímavé, odlišné vlastnosti – nízkou hustotu a spinovou bistabilitu. První z nich znamená, že v takovém magnetickém materiálu se získá velmi vysoký poměr síly magnetického pole k hmotnosti použitého materiálu. Spinová bistabilita zase znamená, že magnetický materiál může měnit své magnetické vlastnosti vlivem vnějších faktorů, např. světla.

Měkké magnety vykazují feromagnetické vlastnosti, pokud jsou vystaveny vnějšímu magnetickému poli. Když se mění, dokonce i při vysokých frekvencích, magnetický materiál podléhá podobné variabilitě. Důležitou vlastností je zde rychlost probíhajících magnetických změn (hodnota hystereze). Tato vlastnost je zvláště žádoucí v energetickém průmyslu - přenos energie a transformace napětí - protože určuje účinnost přenosu energie a také ztráty, které se při ní vyskytují. Vhodné magnetické materiály také umožňují konstrukci zařízení s nízkou energetickou ztrátou, která mohou pracovat na velmi vysokých frekvencích.

- Třída materiálů, kterou jsme vyvinuli, vykazuje magnetické vlastnosti na molekulární úrovni a chová se podobně jako feromagnetika, tedy tradiční magnety. Vlastnosti materiálu vyplývají z vlastností jednotlivých molekul, nikoli z krystalové struktury, jaká je tomu u běžných magnetů. V praxi to znamená, že pomocí vhodných prekurzorů můžeme získat magnetické mikročástice. Můžeme je také kombinovat, abychom získali požadovaný terčový materiál, například krystal, kapalinu nebo povlak. Vše závisí na účelu daného magnetu. V každém případě tato technologie nabízí obrovský potenciál pro její využití pro různé účely: všude tam, kde jsou potřeba měkké materiály s feromagnetickými vlastnostmi – vysvětluje Dr. Hab. Maciej Hodorowicz, spolutvůrce vynálezu.

Vyvinutá technologie nabízí velmi širokou škálu aplikací. V této fázi Jagellonská univerzita poskytuje ochranu technologií prostřednictvím patentových přihlášek v Polsku i v zahraničí. Nyní je důležité navázat spolupráci se subjekty z různých odvětví, které se rozhodnou tuto novinku otestovat a implementovat. - Široké možnosti uplatnění jsou v oblastech jako jsou kvantové počítače, energetické transformátory, nosiče léků, miniaturizace elektroniky, výroba datových nosičů nebo v tak sofistikovaných segmentech, jako jsou těsnící magnetické kapaliny používané ve vesmírných stanicích nebo družicích. V této fázi je klíčová spolupráce s průmyslem a šíře potenciálu znamená, že hledáme partnery pro další rozvoj této technologie současně v mnoha odvětvích a segmentech – říká Dr. Eng. Gabriela Konopka-Cupiał, ředitelka Centra pro transfer technologií CITTRU UJ.

Dalším rysem molekulárních magnetů vyvinutých na Jagellonské univerzitě je citlivost na světlo. - Umožňuje použití těchto materiálů například při výrobě nového typu paměťových médií, u nichž je klíčovým prvkem tenký magnetický povlak. Takový povlak může být kontrolovaným způsobem zničen vlivem světla a vhodné teploty. Zde je důležité, že tento typ řízené destrukce ve skutečnosti způsobuje nevratnou ztrátu dat. Možná se tento typ technologie v budoucnu uplatní i ve vojenském průmyslu nebo specializovaném IT – dodává Prof. Janusz Szklarzewicz.

zdroj: uj.edu.pl

autor: Łukasz Wspaniały