Flores de metal amplificam magnetismo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/03/2025

A pequena flor metálica, feita de uma liga de níquel-ferro, gera uma compressão das linhas do campo magnético em seu centro.
[Imagem: Aleix Barrera et al. - 10.1021/acsnano.5c00422]

Amplificador de magnetismo

Uma estrutura em forma de flor, com apenas alguns micrômetros de diâmetro, feita de uma liga de níquel-ferro, consegue concentrar e aumentar localmente campos magnéticos.

O tamanho desse efeito de "amplificação do magnetismo" pode ser controlado variando a geometria e o número de pétalas da flor metálica.

Esse dispositivo poderá ser usado para aumentar a sensibilidade dos sensores magnéticos, reduzir a energia necessária para criar campos magnéticos locais, estudar amostras sob campos magnéticos muito mais altos do que é possível hoje e uma infinidade de outras possibilidades.

Tecnicamente, a flor de metal é um metamaterial, um material artificial cujas propriedades dependem não de sua composição química, mas de sua estrutura física.

"Metamateriais são materiais produzidos artificialmente com microestruturas cujas dimensões são menores do que as ondas eletromagnéticas ou térmicas que eles são projetados para manipular," explicou Anna Palau, do Instituto de Ciência dos Materiais de Barcelona, na Espanha.

A geometria em forma de flor faz com que as linhas de um campo magnético se concentrem no centro do dispositivo, resultando em um campo magnético muito intensificado naquele ponto.

A flor metálica é um metamaterial, capaz de manipular as ondas do campo magnético.
[Imagem: Aleix Barrera et al. - 10.1021/acsnano.5c00422]

Aplicações

As pétalas das flores metálicas consistem em tiras de uma liga de níquel-ferro ferromagnética. As microflores podem ser produzidas em várias geometrias, não apenas com raios internos e externos diferentes, mas também com números e larguras variáveis de pétalas, de modo a obter o efeito e a intensidade desejada da concentração do campo magnético.

Ao usar esses metamateriais, a sensibilidade dos sensores magnéticos pode ser altamente aumentada, já que o campo magnético a ser detectado é amplificado no centro das microflores.

"Ajustando os parâmetros geométricos, como forma, tamanho e número de pétalas, o comportamento magnético pode ser alternado e controlado," disse Sergio Valencia, membro da equipe. "Como resultado, a sensibilidade de um sensor magnetorresistivo pode ser aumentada em mais de duas ordens de magnitude."

A tecnologia abre caminho para a fabricação de microestruturas magnéticas que possam ser usadas em armazenamento de dados, processamento de informações, biomedicina, catálise e tecnologia de sensores magnéticos.

Mas a equipe já tem em mente a primeira aplicação dos seus amplificadores magnéticos: "Nosso sistema experimental é um microscópio eletrônico de fotoemissão, então os campos magnéticos desviam os elétrons e dificultam os experimentos," contou Valencia. "O campo magnético máximo que podemos normalmente aplicar para imagens é de cerca de 25 militesla (mT). Com o concentrador de campo magnético, onde o campo é apenas localmente aprimorado, podemos facilmente atingir campos cinco vezes maiores."

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