آهنرباهای صاف و انعطاف‌پذیر ساخته شد + جزئیات

به گزارش سرویس علم و فناوری جی‌پلاس، دانشمندان در آخرین دستاورد خود، مواد مغناطیسی دو بعدی واندروالسی را کشف کرده‌اند که تا 6 سال گذشته ناشناخته بود اما به تازگی شناخته شده و مورد توجه قرار گرفته است. این مواد از لایه‌های بسیار نازکی تشکیل شده‌اند که با پیوندهای ضعیفی به یکدیگر چسبیده‌اند بنابراین، می‌توان ضخامت آن را با لایه‌برداری از آن تحت کنترل گرفت.

در دنیای نانو، مغناطیس بسیار شگفت‌آور است. مواد دو بعدی مغناطیسی تنها ضخامتی به اندازه چند اتم دارند و همین مواد حس کنجکاوی دانشمندان را برطرف می‌کند و آنها از این طریق می‌توانند رؤیای ساخت مواد الکترونیک سیلیکونی کوچک را داشته باشند.

مواد واندروالسی از توده‌ای از لایه‌های بسیار نازک ساخته شده است که با پیوندهای ضعیف واندروالسی در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. موفقیت ماده گرافن دانشمندان را بر آن داشت تا به دنبال کریستال‌های دوبعدی دیگری باشند که لایه‌های آنها قابل تغییر باشند و بتوانند آنها را افزایش دهند یا حذف کنند تا از این طریق بتوانند ویژگی‌های فیزیکی جدیدی را مانند آهنربا به آن اضافه کنند.

تصور کنید که هر الکترون در یک ماده مانند قطب‌نمایی عمل می‌کند که قطب‌های شمال و جنوب دارد. جهت این سوزن‌های قطب‌نما، مغناطیس آن را مشخص می‌کند. در واقع، مغناطیسی شدن به دلیل چرخش الکترون‌ها ایجاد می‌شود و به دمای هوا بستگی دارد. یک فرومغناطیس مانند آهنربای استانداردی عمل می‌کند که در یخچال به کار رفته به طوری که در کم‌تر از دمای انتقال مغناطیس، آهنربا می‌شود و تمام عقربه‌های قطب‌نما جهت یکسانی را نشان می‌دهند.

در عوض، سایر مواد آنتی فرومغناطیس هستند که در حالت انتقال دما یعنی در دماهای بالا، عقربه‌های قطب‌نما جهت مخالف را نشان می‌دهند به طوری که مواد، ویژگی‌های آهنربایی خود را از دست می‌دهند. با وجود این، این شرایط با کاهش مواد به مواد دوبعدی نانومتری تغییر می‌کنند.

یک تکه آهنربای فوق باریک یخچال ویژگی‌های متفاوتی را نشان می‌دهد و این به دلیل مواد دوبعدی است که به نوسانات دمایی حساس‌تر هستند و الگوی عقربه‌های قطب‌نما را بر هم می‌زنند. مغناطیس در مواد دوبعدی به ضخامت ماده بستگی دارد. کلید تولید مواد مغناطیس، در واقع، کنترل نوسانات عقربه‌های قطب‌نماست.

کشف ماده گرافن، دانشمندان را بر آن داشت تا مواد دوبعدی را هم مانند گرافن آهنربایی کنند و به دنبال آن به مطالعه روی ویژگی‌های فیزیکی دنیای دوبعدی‌ها پرداختند.