p Em um novo estudo inovador, cientistas e engenheiros da Universidade de Minnesota transformaram eletricamente o sulfeto de ferro abundante e de baixo custo, material não magnético, também conhecido como "ouro de tolo" ou pirita, em um material magnético. p Esta é a primeira vez que os cientistas transformam eletricamente um material inteiramente não magnético em um magnético, e pode ser o primeiro passo na criação de novos materiais magnéticos valiosos para dispositivos de memória de computador com maior eficiência energética.

p A pesquisa é publicada em Avanços da Ciência , um jornal científico revisado por pares publicado pela Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS).

p "A maioria das pessoas com conhecimento em magnetismo provavelmente diria que era impossível transformar eletricamente um material não magnético em magnético. Quando olhamos um pouco mais fundo, Contudo, vimos uma rota potencial, e fez acontecer, "disse Chris Leighton, o pesquisador principal do estudo e um Distinguished McKnight University Professor da University of Minnesota no Departamento de Engenharia Química e Ciência dos Materiais.

p Leighton e seus colegas, incluindo Eray Aydil na New York University e Laura Gagliardi (química) na University of Minnesota, tem estudado sulfeto de ferro, ou "ouro de tolo, "há mais de uma década para possível uso em células solares. O enxofre, em particular, é um subproduto da produção de petróleo altamente abundante e de baixo custo. Infelizmente, cientistas e engenheiros não encontraram uma maneira de tornar o material eficiente o suficiente para gerar baixo custo, células solares abundantes em terra.

p "Nós realmente voltamos ao material de sulfeto de ferro para tentar descobrir os obstáculos fundamentais para o barato, células solares não tóxicas, "Leighton disse." Enquanto isso, meu grupo também estava trabalhando no campo emergente da magnetoiônica, onde tentamos usar voltagens elétricas para controlar propriedades magnéticas de materiais para aplicações potenciais em dispositivos de armazenamento de dados magnéticos. Em algum momento, percebemos que deveríamos combinar essas duas direções de pesquisa, e valeu a pena. "

p Leighton disse que seu objetivo era manipular as propriedades magnéticas dos materiais apenas com uma voltagem, com muito pouca corrente elétrica, o que é importante para tornar os dispositivos magnéticos mais eficientes em termos de energia. O progresso até o momento incluiu ligar e desligar o ferromagnetismo, a forma de magnetismo mais tecnologicamente importante, em outros tipos de materiais magnéticos. Sulfeto de ferro, Contudo, ofereceu a perspectiva de induzir eletricamente o ferromagnetismo em um material inteiramente não magnético.

p No estudo, os pesquisadores usaram uma técnica chamada eletrólito. Eles pegaram o material de sulfeto de ferro não magnético e o colocaram em um dispositivo em contato com uma solução iônica, ou eletrólito, comparável ao Gatorade. Eles então aplicaram apenas 1 volt (menos voltagem do que uma bateria doméstica), moveu moléculas carregadas positivamente para a interface entre o eletrólito e o sulfeto de ferro, e magnetismo induzido. Mais importante, eles foram capazes de desligar a tensão e retornar o material ao seu estado não magnético, o que significa que eles podem ligar e desligar reversivelmente o magnetismo.

p "Ficamos muito surpresos com o que funcionou, "Leighton disse." Aplicando a voltagem, nós essencialmente despejamos elétrons no material. Acontece que se você obtiver concentrações suficientemente altas de elétrons, o material quer se tornar espontaneamente ferromagnético, que pudemos entender com a teoria. Isso tem muito potencial. Tendo feito isso com sulfeto de ferro, achamos que também podemos fazer isso com outros materiais. "

p Leighton said they would never have imagined trying this approach if it wasn't for his team's research studying iron sulfide for solar cells and the work on magnetoionics.

p "It was the perfect convergence of two areas of research, " ele disse.

p Leighton said the next step is to continue research to replicate the process at higher temperatures, which the team's preliminary data suggest should certainly be possible. They also hope to try the process with other materials and to demonstrate potential for real devices.