Gli scienziati hanno fatto un passo avanti nella ricerca di un nuovo, magnete permanente sostenibile.

La maggior parte dei magneti permanenti è costituita da leghe di metalli delle terre rare, ma l'estrazione e la lavorazione di questi materiali producono sottoprodotti tossici, portando a sfide ecologiche intorno alle miniere di terre rare e alle raffinerie. Allo stesso tempo, la domanda di magneti permanenti è in aumento in quanto sono un componente comune nelle energie rinnovabili, elettronica di consumo e veicoli elettrici.

Un team di scienziati, guidato dall'Università di Leeds, ha fatto un passo avanti in un nuovo materiale avanzato che potrebbe eventualmente sostituire i magneti permanenti a base di terre rare. I ricercatori hanno sviluppato un film ibrido da un sottile strato di cobalto, che è naturalmente magnetico, ricoperto di molecole di Buckminsterfullerene, una forma di carbonio.

La presenza del carbonio ha notevolmente potenziato il prodotto energetico magnetico del cobalto, una misura della forza di un magnete, di cinque volte a basse temperature.

I risultati sono stati pubblicati in Revisione fisica B .

Il team di ricerca ha osservato l'aumento della forza magnetica a meno 195 gradi centigradi, ma sperano manipolando chimicamente le molecole di carbonio, potranno ottenere lo stesso effetto a temperatura ambiente.

Dott. Tim Morsom, ricercatore co-principale della Scuola di Fisica e Astronomia di Leeds, ha dichiarato:"Questa è la prima indicazione che ho visto che un magnete privo di terre rare potrebbe essere paragonato a qualcosa come il samario cobalto, un magnete permanente a base di terre rare.

"Anche se finora abbiamo visto questo effetto solo a basse temperature, Sono fiducioso che un materiale magnetico ibrido simile a questo un giorno sostituirà i magneti permanenti di terre rare, contribuendo a mitigare i danni ambientali che provocano".

Sebbene il carbonio non sia magnetico, il modo in cui le molecole si legano alla superficie del cobalto provoca un effetto di fissaggio magnetico, che impedisce al magnetismo nel cobalto di cambiare direzione, anche in forti campi opposti. Questa interazione superficiale è la chiave dell'energia magnetica insolitamente elevata del materiale ibrido.

Anche se potrebbe volerci molto tempo prima che i magneti ibridi siano pronti per essere utilizzati nelle turbine eoliche o nelle auto elettriche, ci sono altre applicazioni che sono più vicine.

Dott. Oscar Cespedes, investigatore principale, che è anche a Leeds, ha dichiarato:"Sebbene le applicazioni a temperatura ambiente nel magnetismo permanente di massa possano essere molto lontane, l'uso dell'accoppiamento molecolare per regolare le proprietà magnetiche dei film sottili, ad esempio nelle memorie magnetiche, è una prospettiva allettante che è facilmente raggiungibile."