Ученые нашли путь улучшения кобальтового магнита, добавив углерод

Прорыв в поисках нового устойчивого постоянного магнита без редкоземельных элементов совершила команда ученых во главе с Тимоти Мурсомом из Школы физики и астрономии Университета Лидса (Великобритания), сообщает 3 марта Phys Org.

Исследователи разрабатывают новый материал, который может в конечном итоге заменить редкоземельные постоянные магниты. Они создали гибридную пленку из тонкого слоя кобальта, покрытого молекулами определенной формы углерода. Присутствие углерода резко увеличило (в пять раз) магнитное действие кобальта при низких температурах.

Увеличение магнитной силы наблюдалось при минус 195°С. Ученые надеются, что, манипулируя молекулами углерода, они смогут получить тот же эффект при комнатной температуре. Как объясняют исследователи, сам углерод не является магнитным, но способ, которым молекулы связываются с поверхностью кобальта, вызывает эффект магнитного пиннинга. Такое поверхностное взаимодействие является ключом к необычно высокой магнитной энергии гибридного материала.

Отмечается, что большинство постоянных магнитов изготавливаются из сплавов редкоземельных металлов, но при добыче и переработке этих материалов образуются токсичные побочные продукты, что приводит к экологическим проблемам. В то же время растет спрос на постоянные магниты, поскольку они являются распространенным компонентом в области возобновляемых источников энергии, бытовой электроники и электромобилей.

Доктор Тим Мурсом отметил: «Я впервые увидел, что магнит без редкоземельных элементов может сравниться с чем-то вроде самарий-кобальтового постоянного магнита. Пока мы наблюдали этот эффект только при низких температурах, но я надеюсь, что гибридный магнитный материал, подобный этому, однажды заменит редкоземельные постоянные магниты, помогая смягчить ущерб, который они наносят окружающей среде».

Результаты исследования были опубликованы в Physical Review B 28 февраля.