7 desembre 2022
spot_img
7 desembre 2022
spot_img

Llum de sincrotró per descobrir nous materials

Els experiments fets al sincrotró ofereixen informació per desenvolupar materials més sostenibles i eficients

La llum de sincrotró funciona com un microscopi molt potent a través del qual es pot examinar la matèria a nivells atòmics i moleculars. Així obtenim informació per desenvolupar nous materials, més eficaços i respectuosos amb el medi ambient.

En aquest article t’expliquem alguns dels experiments fets al Sincrotró ALBA en l’àmbit de la ciència de materials. 

 

Emmagatzematge d’informació digital 

En un món digital com el d’avui, on tota la informació és virtual, cal trobar noves maneres d’emmagatzemar les dades. Les unitats de disc dur han evolucionat fins a microtargetes diminutes i la recerca de nous materials pot influir en el consum d’energia, el transport, l’emmagatzematge i la conversió de dades. Diversos experiments al Sincrotró ALBA serveixen per avançar en aquest sentit. 

Així, per exemple, un experiment a la línia de llum BOREAS ha permès descobrir un nou material per a l’enregistrament magnètic d’alta densitat assistida per calor. Idealment, els materials per gravar han de ser durs per poder emmagatzemar i tous per escriure. La tecnologia d’enregistrament magnètic assistit per calor (HAMR, per les sigles en anglès) permet augmentar la quantitat de dades que es poden emmagatzemar.

Un altre exemple en aquest camp són les nanoagulles per gravar els materials metamagnètics. Aquesta tècnica incrementa la capacitat i seguretat de les memòries digitals, com, per exemple, les que emmagatzemen les dades dels nostres ordinadors o mòbils. 

Així ho ha comprovat un grup d’investigadors de la UAB, l’ICMAB-CSIC i el Sincrotró ALBA, en col·laboració amb la UB i l’ICN2, que han desenvolupat una nova tècnica amb agulles nanomètriques que permet canviar les propietats dels materials metamagnètics de manera molt més senzilla i localitzada. Gràcies a aquesta innovació, es podrien crear memòries digitals magnètiques més petites, però amb més capacitat per emmagatzemar dades.

 

Tradicionalment, les targetes de crèdit i altres dispositius similars que emmagatzemen informació han utilitzat un tipus de materials anomenats ferromagnètics que permeten codificar els bits d’informació digital. Però hi ha altres materials, els antiferromagnètics, que representen una alternativa més forta i segura per guardar informació. Un exemple de materials antiferromagnètics amb aquesta capacitat és l’aliatge ferro-rodi (FeRh).

Gràcies a la informació obtinguda als experiments amb la llum de sincrotró s’ha pogut desenvolupar una nova cinta flexible feta de material antiferromagnètic, amb la qual es garanteix l’enregistrament d’informació d’una manera més segura i robusta. El disseny podria integrar-se en dispositius flexibles o portàtils, com les targetes de crèdit o identificació.

 

 

Refrigeració sostenible

Les neveres o els aires condicionats fan servir una mena de materials que són tòxics i inflamables, com els hidrofluorocarbonis (HFC) o els hidrocarburs (HC), per refrigerar correctament. El problema és que aquests gasos contribueixen a l’escalfament global quan arriben a l’atmosfera, per això els científics cerquen alternatives més sostenibles. 

Un experiment fet a la línia de llum MSPD del Sincrotró ALBA ha comprovat que el neopentilglicol és un bon candidat per reemplaçar altres materials tòxics i inflamables utilitzats actualment en refrigeració que permetria desenvolupar sistemes més sostenibles

 

 

Electrònica

El disseny de materials electrònics de nova generació suposa un gran repte perquè els dispositius cada vegada són més petits, i això dificulta encara més el procés de fabricació. Un experiment amb llum de sincrotró ha permès descobrir que la franckeïta, un mineral de la família de les sulfosals, actua de manera natural com un material bidimensional semiconductor. 

Al Sincrotró ALBA s’han aïllat i exfoliat capes ultrafines d’aquest mineral i, gràcies al microscopi de la línia de llum CIRCE, s’ha vist que aquestes capes són químicament homogènies, fet que els confereix una gran qualitat. Això permetrà estudiar possibles aplicacions de la franckeïta en l’electrònica moderna, com en el desenvolupament de fotodetectors o cel·les fotovoltaiques.

Junior Report dissenya unitats didàctiques per llegir i treballar l’actualitat a l’aula. Pots accedir a la nostra botiga per consultar el catàleg complet! 

Últimes notícies

-Contingut patrocinat -