Un nuevo compuesto para imanes permanentes es tres veces más potente que los actuales imanes de neodimio
¿Qué tienen que ver los altavoces portátiles con los que te atronan los adolescentes por la calle y el cierre de tu bolso? Los imanes de neodimio. Esta tierra rara revolucionó los imanes permanentes por su potencia magnética en relación con su pequeño tamaño, y con ello fue posible desarrollar altavoces más pequeños y potentes, cierres magnéticos para ropa, o perchas que se adhieren al metal y soportan el peso de un abrigo.
Ahora los imanes de neodimio tienen competencia. Un grupo de investigación dirigido por Colin A. Gould, de la Universidad de California en Berkeley, ha desarrollado un nuevo compuesto con dos átomos de un elemento también de tierras raras, como el disprosio o el terbio, entre los que se disponen tres átomos de yodo en un triángulo.
El magnetismo ocurre en una sustancia debido al movimiento de los electrones. Una carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético, así que los electrones actúan como una minúscula bobina. Lo normal es que en los átomos haya otro electrón girando en sentido contrario, lo que hace que se anulen los unos a los otros. Pero en algunos casos hay electrones no apareados, que no se anulan unos a otros, y todos giran en la misma dirección. Esto da lugar a los imanes permanentes.
En esta nueva sustancia, los dos átomos de metal también están conectados por un enlace que pasa justo por el centro del triángulo de yodo. Esta especial configuración no sólo genera un magnetismo muy fuerte, sino que también es el primer enlace directo entre dos tierras raras en una molécula hasta ahora. El descubrimiento ha sido publicado en Science.
Las tierras raras son elementos llamados metales de transición que se encuentran en la parte central de la tabla periódica. Suelen contener electrones no apareados, y esto las hace especialmente indicadas para formar imanes permanentes.
En teoría, es posible conseguir imanes muy potentes si se enlazan estas tierras raras a metales como hierro o níquel, pero hasta ahora no existía ninguna sustancia con tierras raras enlazadas directamente. En la molécula recién descubierta existe un enlace de este tipo, pero es tan débil que los dos átomos de metal tienen que estar unidos por tres átomos de yodo para que sea estable.
La potencia es más de tres veces el récord anterior, y el doble de la máxima intensidad que se puede medir, por lo que aún no hay un valor exacto
El grupo de trabajo midió la fuerza del magnetismo molecular utilizando, entre otras cosas, la llamada fuerza del campo coercitivo, que indica la intensidad que debe tener un campo magnético externo para superar el magnetismo interno de una sustancia. Con dos átomos de terbio en la molécula y a una temperatura de unos 60 Kelvin (-213ºC), la coercitividad superaba los 25 Tesla, según el equipo.
Esto no sólo es más de tres veces el récord anterior de 7,9 Tesla de los imanes de neodimio, sino también casi el doble de la máxima intensidad de campo posible en los aparatos de medición comunes, por lo que el equipo aún no ha podido dar un valor exacto.
Estos imanes moleculares superfuertes son muy interesantes para el almacenamiento de datos basados en materiales magnetizables, como los discos duros, y también podrían ensamblarse imanes más grandes para aplicaciones técnicas. Los altavoces de los adolescentes del futuro prometen ser mucho más atronadores.
REFERENCIA
Ultrahard magnetism from mixed-valence dilanthanide complexes with metal-metal bonding
