All’Università di Cardiff si stampano in 3d i monopoli magnetici o materiali spin-ice bidimensionali

La svolta nelle nanostrutture magnetiche 3D potrebbe rivoluzionare l’informatica moderna
 
I ricercatori britannici dell’Università di Cardiff sono riusciti per la prima volta con l’aiuto della stampa 3D a creare materiali bidimensionali di spin-ice e quindi a produrre la versione artificiale di un monopolio magnetico. I magneti monopolari non esistono in natura stessa. La ricerca potrebbe essere utilizzata, ad esempio, per migliorare l’archiviazione dei computer o creare reti di computer 3D altamente complesse che imitano la struttura neurale del cervello umano.
 
Creando materiali spin-ice bidimensionali, i fisici dell’Università di Cardiff sono riusciti a creare versioni artificiali di un monopolo magnetico. I materiali spin-ice sono estremamente insoliti perché si comportano come l’unico polo di un magnete.Gli scienziati hanno così compiuto un passo importante verso lo sviluppo di dispositivi tecnici ad alte prestazioni utilizzando una carica magnetica per creare le prime repliche tridimensionali di un materiale , riporta l’Università di Cardiff  sul suo sito web.

La prima replica 3D di un materiale di ghiaccio rotante
I magneti monopolari non esistono in natura, poiché un nuovo magnete con un polo nord e un polo sud viene sempre creato non appena un materiale magnetico viene diviso in due parti. In un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, un team guidato da scienziati dell’Università di Cardiff ha trovato la primissima replica 3D di un materiale spin-ice utilizzando un tipo ingegnoso di stampa 3D e l’elaborazione del materiale creata.

Gli scienziati sono riusciti per la prima volta a creare una replica tridimensionale di un materiale chiamato “spin ice”. Ciò potrebbe rivoluzionare lo sviluppo di una nuova generazione di dispositivi tecnici (foto © Cardiff University).
Come spiega il team di ricerca nella loro comunicazione, la geometria dell’uovo artificiale di spin potrebbe essere regolata con l’aiuto della stampa 3D in modo tale che i monopoli magnetici si formino e si muovano nei sistemi. La capacità di manipolare i mini magneti monopolari con la stampa 3D potrebbe aprire un’intera gamma di usi, dalla migliore memorizzazione del computer alla creazione di reti di computer 3D che imitano la struttura neurale del cervello umano.

Autore principale Dott. Sam Ladak della School of Physics and Astronomy dell’Università di Cardiff ha commentato:

“Gli scienziati hanno creato e studiato il ghiaccio artificiale in due dimensioni per oltre 10 anni. Estendendo tali sistemi a tre dimensioni, otteniamo una rappresentazione molto più accurata della fisica spin-ghiaccio-monopolo e siamo in grado di esercitare una certa influenza sulle loro superfici. Questa è la prima volta che qualcuno ha creato una replica 3D esatta di un uovo di spin su scala nanometrica”.
Nuovi metamateriali magnetici consentono nuove applicazioni
Il ghiaccio artificiale è stato prodotto utilizzando le più recenti tecniche di nanofabbricazione 3D e la microscopia a forza magnetica, un tipo speciale di microscopia che visualizza le cariche magnetiche presenti sul dispositivo, consentendo di tracciare il movimento dei magneti unipolari attraverso la struttura 3D.

Dott. Ladak aggiunge:

“Il nostro lavoro è importante in quanto dimostra che le tecnologie di stampa 3D su scala nanometrica possono essere utilizzate per imitare i materiali che vengono normalmente sintetizzati attraverso la chimica. In definitiva, questo lavoro potrebbe fornire un mezzo per creare nuovi metamateriali magnetici in cui le proprietà del materiale sono sintonizzate controllando la geometria 3D di un reticolo artificiale”.
I dispositivi di archiviazione magnetici come i dischi rigidi sono un’altra area che potrebbe essere pesantemente colpita da questa svolta. Poiché i dispositivi attuali utilizzano solo due delle tre dimensioni disponibili, ciò limita drasticamente la quantità di informazioni. Poiché i monopoli possono essere spostati attorno alla griglia 3D utilizzando un campo magnetico, sarà probabilmente possibile creare una vera memoria 3D basata sulla carica magnetica.

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