Κατασκευάζοντας μαγνήτες σπάνιων γαιών χωρίς στοιχεία σπάνιων γαιών

Οι μαγνήτες σπάνιων γαιών είναι ένας τύπος μόνιμου μαγνήτη με υψηλή μαγνητική ισχύ. Η ισχύς ενός μαγνήτη οφείλεται σε δύο παράγοντες:την ένταση του πεδίου και την ανισοτροπία. Η ισχύς πεδίου είναι το μέγεθος και η κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου του μαγνήτη. Ανισοτροπία είναι η ικανότητα του μαγνήτη να διατηρεί την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου. Οι μαγνήτες σπανίων γαιών έχουν τη διάκριση ότι έχουν τόσο υψηλή ένταση πεδίου όσο και υψηλή ανισοτροπία. Αυτός είναι ο λόγος που βρίσκονται σε σκληρούς δίσκους υπολογιστών, συρμούς μαγνητικής αιώρησης και ηλεκτρικούς κινητήρες. Το κύριο πρόβλημα με τους μαγνήτες σπάνιων γαιών είναι ότι περιέχουν μέταλλα σπανίων γαιών. Οι σπάνιες γαίες είναι στοιχεία που αποτελούν τα στοιχεία λανθανίδης (στοιχεία 57-81), το σκάνδιο και το ύττριο. Αρχικά ονομάζονταν σπάνιες γαίες επειδή είναι σχετικά σπάνια στοιχεία στη φύση. Τα υλικά που χρησιμοποιούν αυτά τα στοιχεία τείνουν να είναι ακριβά και βασίζονται σε λίγους προμηθευτές. Επιστήμονες στο Εργαστήριο Έιμς ανακάλυψαν έναν τρόπο να κατασκευάζουν μαγνήτες με ιδιότητες σπάνιων γαιών χρησιμοποιώντας συνηθισμένο, φθηνό σίδηρο. Ανακάλυψαν ότι ο σίδηρος θα διαλυθεί όταν εισαχθεί σε διάλυμα λιθίου και αζώτου. Οι κρύσταλλοι που αναπτύχθηκαν από το νέο διάλυμα είχαν μαγνητική ανισοτροπία τάξης μεγέθους ισχυρότερη από τους μόνιμους μαγνήτες που διατίθενται στο εμπόριο. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους μαγνήτες που δεν βασίζονται σε ακριβά υλικά. Οι λεπτομέρειες κατασκευής και μαγνητικής ιδιοκτησίας εμφανίστηκαν στο Nature Communications .