Os materiais magnéticos são onipresentes na sociedade moderna, presente em quase todos os dispositivos tecnológicos que usamos no dia a dia. Em particular, eletrônicos pessoais como smartphones / relógios, tablets, e os computadores de mesa dependem de material magnético para armazenar informações. As informações em dispositivos modernos são armazenadas em longas cadeias de 1s e 0s, no sistema numérico binário usado como a linguagem dos computadores.

"Se você imaginar um ímã de barra, o mesmo que muitos de nós brincamos quando crianças (e talvez ainda fazemos), você deve se lembrar que eles foram rotulados com um lado "norte" e um lado "sul" (ou tinham duas cores diferentes em cada extremidade). Se dois ímãs forem colocados próximos um do outro, os mesmos lados repeliriam, e os lados opostos atrairiam - duas metades distintas que podem ser facilmente identificadas. Desta maneira, um "1" e um "0" podem ser atribuídos à orientação de um ímã, de modo que uma longa cadeia de ímãs pode ser organizada em um computador para armazenar dados, "explica o pesquisador do ICREA da UAB Jordi Sort, um dos coordenadores da pesquisa.

Atualmente, mudar a orientação de um ímã (essencialmente escrever ou reescrever dados) na eletrônica contou com o uso de corrente, a mesma corrente necessária para alimentar as tomadas em sua casa e carregar seu telefone. Mas aí está um problema:quando você executa a corrente através de um material, o material esquenta. Este calor é uma forma de energia que se perde para o meio ambiente, essencialmente desperdiçado. A demanda para armazenar mais e mais dados aumenta a cada ano, e requer a criação de dispositivos cada vez menores, o que piora exponencialmente esse efeito de aquecimento, levando a enormes perdas de energia. Não é nenhuma surpresa, então, que o governo e a pesquisa privada se voltaram para o desenvolvimento de novos, materiais e tecnologias com eficiência energética para resolver este problema.

Uma possível solução para este problema é usar materiais magnéticos que podem contar com a voltagem para reorientar o material magnético, estudado em um campo de pesquisa chamado magnetismo controlado por voltagem, usar tensão no lugar de corrente para reduzir significativamente a energia necessária para alterar a orientação magnética. Existem várias abordagens, mas um ramo de pesquisa popular e promissor no campo explora magneto-iônicos, onde átomos não magnéticos são movidos para dentro e para fora de um material magnético usando voltagem, e assim alterando suas propriedades magnéticas.

Um estudo colaborativo recente entre a UAB, Universidade de Georgetown, HZDR Dresden, Madrid e Barcelona da CNM, Universidade de Grenoble, e ICN2, e publicado na revista Nature Communications mostrou que é possível ligar e desligar o magnetismo em metais contendo nitrogênio (ou seja, para gerar ou remover todas as características magnéticas deste material) com voltagem. Uma analogia simples seria que somos capazes de aumentar ou remover completamente a força com a qual um ímã atrai, por exemplo, a porta de uma geladeira, simplesmente conectando-o a uma bateria e aplicando uma determinada polaridade de voltagem. Neste projeto, nitreto de cobalto mostrou ser não magnético por si só, mas quando o nitrogênio é removido com voltagem, forma uma estrutura rica em cobalto que é magnética (e vice-versa). Este processo é mostrado para ser repetível e durável, sugerindo que tal sistema é um meio promissor para escrever e armazenar dados de uma maneira ciclável. Interessantemente, também requer menos energia e é mais rápido do que sistemas que usam átomos não magnéticos alternativos, como oxigênio, elevando as possíveis economias de energia.