Magnetismo surge em material não magnético por controle sem fio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/10/2023

Controle elétrico faz magnetismo surgir em material não magnético à distância. Uma fina camada de nitreto de cobalto (CoN) é mergulhada em um líquido iônico, e a tensão é aplicada ao líquido através de dois eletrodos.
[Imagem: Zheng Ma]

Controle elétrico do magnetismo

Pesquisadores espanhóis conseguiram levar a tecnologia sem fio ao nível fundamental dos dispositivos magnéticos: Eles fizeram com que um material não magnético torne-se magnético enviando um sinal à distância, sem a conexão de qualquer fiação.

A emergência e o controle de propriedades magnéticas com controle elétrico à distância, sem conectar o material à fiação elétrica do circuito, representa uma mudança de paradigma que promete facilitar a criação de nanorrobôs magnéticos para biomedicina a sistemas de computação onde processos básicos de gerenciamento de informações não exigem fiação.

Os circuitos e aparelhos eletrônicos dependem da manipulação das propriedades elétricas e magnéticas dos componentes, seja para computação ou para o armazenamento de informações, entre outros processos.

Controlar o magnetismo utilizando tensão elétrica - em vez de correntes elétricas - surgiu como um método de controle muito interessante porque permite melhorar a eficiência energética, uma vez que as correntes elétricas aquecem os circuitos. Vários protocolos têm sido desenvolvidos para esse controle, mas sempre através de conexões elétricas diretamente nos materiais.

"Ser capaz de controlar sem fio o magnetismo de uma amostra, modificando a tensão elétrica, representa uma mudança de paradigma nesta área de pesquisa," disse o professor Jordi Sort, da Universidade Autônoma de Barcelona. "Esta é uma descoberta que pode ter aplicações em uma ampla gama de campos, como a biomedicina, para controlar as propriedades magnéticas de nanorrobôs sem fios, ou na computação sem fio, para escrever e apagar informações em memórias magnéticas com voltagem, mas sem fiação."

O experimento é fundamental, e agora terão que ser desenvolvidas versões utilizáveis diretamente em circuitos.
[Imagem: Zheng Ma et al. - 10.1038/s41467-023-42206-5]

Ligando o magnetismo à distância

Os pesquisadores conseguiram pela primeira vez modificar as propriedades magnéticas de uma fina camada de um material inicialmente não magnético, o nitreto de cobalto (CoN), aplicando uma tensão elétrica sem o uso de fios. Para isso, eles colocaram a amostra em um líquido com condutividade iônica e aplicaram a tensão ao líquido por meio de duas placas de platina, sem conectar nenhum fio diretamente à amostra.

Isso gerou um campo elétrico induzido que fez com que os íons de nitrogênio saíssem do CoN, fazendo emergir o magnetismo na amostra, que passou de não magnética para magnética.

As propriedades magnéticas induzidas podem ser moduladas em função da tensão aplicada e do tempo de atuação, bem como do arranjo da amostra. Também podem ser induzidas mudanças temporárias ou permanentes no magnetismo, dependendo da orientação da amostra em relação ao campo elétrico utilizado.

Além disso, a técnica não é exclusiva do nitreto de cobalto. "Estes protocolos podem ser extrapolados para outros materiais para controlar outras propriedades físicas sem fio, como supercondutividade, controle de memoristores, catálise ou transições entre isolante e metal, bem como eletrodos sem fio para eletroestimulação neuronal, para citar alguns exemplos que podem ampliar o escopo de aplicação e impacto tecnológico desta pesquisa," disse a pesquisadora Nieves Casañ-Pastor, membro da equipe.

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