Els científics han fet un pas cap a la creació de dispositius potents que aprofitinmagnètic carrega creant la primera rèplica tridimensional d'un material conegut com a spin-gel.
Els materials de gel giratori són extremadament inusuals, ja que tenen els anomenats defectes que es comporten com l'únic pol d'un imant.
Aquests imants unipolars, també coneguts com a monopols magnètics, no existeixen a la natura;quan cada material magnètic es talla en dos, sempre crearà un nou imant amb un pol nord i un pol sud.
Durant dècades, els científics han estat buscant proves de l'existència naturalmagnètic monopolis amb l'esperança d'agrupar finalment les forces fonamentals de la natura en una anomenada teoria de tot, posant tota la física sota un mateix sostre.
No obstant això, en els darrers anys els físics han aconseguit produir versions artificials d'un monopol magnètic mitjançant la creació de materials spin-gel bidimensionals.
Fins ara, aquestes estructures han demostrat amb èxit un monopol magnètic, però és impossible obtenir la mateixa física quan el material està confinat a un sol pla.De fet, és la geometria tridimensional específica de la gelosia spin-gel la clau per a la seva inusual capacitat de crear estructures minúscules que imitenmagnèticmonopolis.
En un nou estudi publicat avui a Nature Communications, un equip dirigit per científics de la Universitat de Cardiff ha creat la primera rèplica en 3D d'un material de gel girat utilitzant un tipus sofisticat d'impressió i processament 3D.
L'equip diu que la tecnologia d'impressió 3D els ha permès adaptar la geometria del gel artificial, el que significa que poden controlar la forma en què es formen i es mouen els monopols magnètics als sistemes.
Ser capaç de manipular els imants mini monopolis en 3D podria obrir tota una sèrie d'aplicacions, segons diuen, des de l'emmagatzematge informàtic millorat fins a la creació de xarxes informàtiques en 3D que imiten l'estructura neuronal del cervell humà.
"Des de fa més de 10 anys, els científics han estat creant i estudiant gel artificial en dues dimensions.En estendre aquests sistemes a tres dimensions, aconseguim una representació molt més precisa de la física del monopoli de gel giratori i podem estudiar l'impacte de les superfícies", va dir l'autor principal, el Dr. Sam Ladak, de l'Escola de Física i Astronomia de la Universitat de Cardiff.
"Aquesta és la primera vegada que algú pot crear una rèplica exacta en 3D d'un gel giratori, per disseny, a nanoescala".
El gel artificial es va crear mitjançant tècniques de nanofabricació 3D d'última generació en les quals s'apilaven nanofills diminuts en quatre capes en una estructura de gelosia, que mesurava menys que l'amplada total d'un cabell humà.
A continuació, es va utilitzar un tipus especial de microscòpia coneguda com a microscòpia de força magnètica, que és sensible al magnetisme, per visualitzar les càrregues magnètiques presents al dispositiu, cosa que va permetre a l'equip fer un seguiment del moviment dels imants d'un sol pol a través de l'estructura 3D.
"El nostre treball és important, ja que demostra que les tecnologies d'impressió 3D a nanoescala es poden utilitzar per imitar materials que solen sintetitzar-se mitjançant la química", va continuar el Dr. Ladak.
"En última instància, aquest treball podria proporcionar un mitjà per produir nous metamaterials magnètics, on les propietats del material s'ajustin controlant la geometria 3D d'una gelosia artificial.
"Els dispositius d'emmagatzematge magnètic, com ara una unitat de disc dur o dispositius de memòria d'accés aleatori magnètic, són una altra àrea que podria veure's afectada massivament per aquest avenç.Com que els dispositius actuals només utilitzen dues de les tres dimensions disponibles, això limita la quantitat d'informació que es pot emmagatzemar.Com que els monopols es poden moure al voltant de la gelosia 3D mitjançant un camp magnètic, pot ser possible crear un veritable dispositiu d'emmagatzematge 3D basat en la càrrega magnètica".
Hora de publicació: 28-mai-2021