Permanent magnet med tænd-sluk-funktion er opfundet i Japan

En permanent magnet, der kan tændes og slukkes med et lille, elektrisk felt - det lyder som det rene science fiction. For vi er vant til, at der skal magnetfelter til for at ændre på en perma-magnet. Men det er, hvad japanske forskere fra University of Tokyo nu har frembragt i et laboratorium.

Man tager et velkendt, isolerende og ikke-magnetisk stof, titan-dioxid, og forurener det lidt med det magnetiske grundstof kobolt. Så får man et materiale, som kan gøres permanent magnetisk, blot ved at påtrykke en lille spænding på nogle få Volt. Og materialet kan også gøre paramagnetisk (ikke-permanent) igen ved at fjerne spændingen.

Det hele foregår ved stuetemperatur. Paramagnetisme er, når et stof kun er magnetisk, mens det er i nærheden af et ydre, magnetisk felt.

Neodym-magneter som disse er stærkt ferromagnetiske, det vil sige permanent magnetiske. En række stoffer er paramagnetiske og bliver dermed kun magnetiske, når der er et magnetisk felt i nærheden. Men nu findes i Japan et stof, titan-kobolt-dioxid, som kan skifte mellem perma-magnetisk og para-magnetisk tilstand, kun ved at tilføre eller fjerne lidt ekstra elektroner i materialet. (Foto: Wikipedia) Illustration: Wikipedia

Elektroner kan betragtes som en slags bittesmå magneter, hvis magnetiske orientering afhænger deres spin-retning. Og fidusen ved alle magneter er, at man skal få de fleste af genstandens elektroner til at spinne konstant i samme retning. Så vil genstanden fremtræde som en enkelt permanent magnet.

Små mobile budbringere

To amerikanske fysikere fra University of Buffalo i New York ved navn Igor Zutec og John Cerne skriver om forskningsresultatet i kommentaren 'Kamæleon-magneter' i tidsskriftet Science, at når man tilfører en mængde ekstra elektroner til titan-kobolt-dioxid-materialet, fungerer elektronerne som en slags -mobile budbringere', der overfører information mellem stoffets kobolt-ioner, som forårsager elektronspin - sådan at kobolt-elektronerne begynder at spinne i samme retning.

Omvendt vil det sige, at hvis overskuddet af elektroner forsvinder, brydes informationskæden, og den permanente magnetisme er væk.

Sådan et materiale giver nye ideer om en farbar vej til computere, der fungerer ved spintronics. Altså en computer med strømbesparende komponenter, der udnytter elektroners spin til at fastholde informationer.

De amerikanske forskere mener, at japanerne har åbnet en dør til ny viden. Det kan meget vel tænkes, at forurening af en halvleder med et magnetisk grundstof kun er én ud af mange måder at skabe en kamæleon-magnet på.

Måske vil det en dag være muligt at gøre et kamæleon-materiale permanent magnetisk blot ved at lyse på det eller varme det op, skriver de.

Dokumentation

Pressemeddelelse fra University of Buffalo
Den amerikanske kommentar i Science
Forskningsartiklen i Science

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Men hvis den kan tændes og slukkes, så er den vel ikke permanent?

  • 0
  • 0

Men hvis den kan tændes og slukkes, så er den vel ikke permanent?

Man kan også gøre andre permanent-magneter umagnetiske, fx ved at varme dem op, derfor er det jo alligevel permanent-magneter. "Permanent-magnet" skal forstås i modsætning til elektromagnet.

  • 0
  • 0

Så materialet skifter tilstand ved blot at påføre/fjerne en spænding? (i lighed med en MOSFET transistor,- modsat BJT transistoren)

  • 0
  • 0
  • næppe... Artiklen skelner desværre ikke mellem ferromagnetisk og permanent magnetisk. Permanent magnetisk kræver mig bekendt at et ferromagnetisk materiele bliver magnetiseret først.
  • 0
  • 0

Hvis man lader kamæleonmagneten inducere strøm i en leder ved tænd-sluk funktion, skal den jo "stritte imod" iflg. gældende lov. Hvordan mon det går til?

  • 0
  • 0

Med hensyn til PM er første spørgsmål ALTID: Hvorfor ikke. Aldrig mon? Alene på grund af loven om energiens bevarelse. Så i dette tilfælde må vi spørge, hvor kommer energien fra, hvis vi vil trække energi ud af skiftet mellem magnetisk og ikke magnetisk. Helt simpelt kunne man tænke sig en anden permanent magnet sat op, så den ved aktivering af switch-magneten (mit navn) blev tiltrukket opad og derefter ved deaktivering faldt ned og fragav sin energi. Så spørgsmålet er også her: Hvorfor ikke. Umiddelbart forestiller jeg mig, at påtrykningen af spændingen på switch-magneten koster den samme energi, som man trækker ud ved mod-induktion fra den anden magnet. Noget tilsvarende kunne gælde i Egon Jensens eksempel med induktion i en leder. Her er det dog lidt mere kompliceret. Man inducerer jo en spænding i lederen, og først i det øjeblik, der går strøm i lederen, kan der induceres en mod-induktion. Men vil den så slukke switch-magneten igen. Mit gæt er ja. Og meget hurtigt, for det krævede jo ikke megen energi at tænde den, når der ingen modinduktion var i tændings-øjeblikket.

  • 0
  • 0

Den bliver næppe magnetisk ved ændringen, det gør blot at den kan magnetiseres blivende. Hvad der så sker med den når den er magnetiseret og der slukkes, det må japanerne forklare.

  • 0
  • 0

Nederst i artiklen står følgende:

Måske vil det en dag være muligt at gøre et kamæleon-materiale permanent magnetisk blot ved at lyse på det eller varme det op, skriver de.

Der er bare lige dét, at de fleste magnetiske materialer mister deres magnetisme ved opvarmning. Dette udnyttes bl.a. ved termostatstyrede loddekolber (læs: Weller Magnestat). Det er benævnt: curiepunktet

  • 0
  • 0

kan man jo altid komme med... Når man med vilje tilfører et rent materiale noget andet, formentlig også uhyre rent, er der så logisk set tale om forurening? Kan vi ikke finde et bedre ord? Jeg mener det hed "dotering" engang...

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten