Investigadores del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Descubrieron que podían funcionalizar materiales magnéticos a través de un método completamente improbable, al agregar cantidades de escandio de elementos prácticamente no magnéticos a una aleación de gadolinio-germanio.
Era tan improbable que lo llamaran un "hallazgo experimental contraintuitivo" en su trabajo publicado sobre la investigación.
"La gente no habla mucho de escandio cuando habla de magnetismo, porque no ha habido muchas razones para hacerlo", dijo Yaroslav Mudryk, científico asociado del Laboratorio Ames. "Es raro, costoso y prácticamente no muestra magnetismo."
"La sabiduría convencional dice que si toma el compuesto A y el compuesto B y los combina, lo más común es que obtenga alguna combinación de las propiedades de cada uno. Sin embargo, en el caso de la adición de escandio al gadolinio, observamos una anomalía abrupta."
Años de investigación explorando las propiedades de los materiales magnetocalóricos, en relación con el descubrimiento del efecto magnetocalórico gigante en aleaciones de tierras raras en 1997 por Vitalij Pecharsky y el difunto Karl Gschneidner, Jr., sentaron las bases para que la teoría computacional comience a "cazar"para propiedades ocultas en compuestos magnéticos de tierras raras que podrían descubrirse mediante la introducción de pequeñas cantidades de otros elementos, alterando la estructura electrónica de los materiales conocidos.
"De los cálculos, proyectamos que el escandio puede traer algo realmente inusual a la mesa: vimos un momento magnético inesperadamente grande que se desarrolla en su único electrón 3d", dijo el científico asociado del Laboratorio Ames Durga Paudyal. "Es la hibridación entre el gadolinio 5dy el escandio 3d afirma que esa es la clave que fortalece el magnetismo con el escandio y lo transforma en un estado ferromagnético ".
"La investigación básica lleva tiempo para dar sus frutos. Este es un caso ejemplar cuando hace 20 años nuestro equipo comenzó a investigar los llamados compuestos 5: 4", dijo el líder del grupo Ames Laboratory y el profesor distinguido de la Universidad Estatal de Iowa, Vitalij Pecharsky ".Solo ahora hemos aprendido lo suficiente sobre estos materiales únicos que contienen elementos de tierras raras para no solo ser cómodos sino también precisos para predecir cómo manipular sus propiedades a voluntad ".
El descubrimiento podría cambiar en gran medida la forma en que el escandio y otros elementos no magnéticos `` convencionales '' se consideran y utilizan en la investigación y desarrollo de materiales magnéticos, y posiblemente crea nuevas herramientas para controlar, manipular y funcionalizar compuestos magnéticos útiles de tierras raras.
La investigación se discute más en el artículo "Mejorando la funcionalidad magnética con escandio: rompiendo estereotipos en el diseño de materiales de tierras raras", escrito por Yaroslav Mudryk, Durga Paudyal, Jing Liu y Vitalij K. Pecharsky; y publicado en el Química de materiales .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Ames . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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