Ученые с помощью компьютерных технологий рассчитали а затем воссоздали в реальности два новых магнита, построив их атом за атомом, это открывает новую эру масштабного проектирования востребованных и редких материалов с магнитными свойствами, статья о данной работе опубликована в Science Advances.

Несмотря на то, что магниты в изобилии встречаются в повседневной жизни, они на самом деле являются раритетами — только около 5% известных неорганических соединений обладают свойствами магнетизма, из них всего несколько десятков действительно полезны в использовании. Магниты используются в оборудовании для диагностики болезней, к примеру в аппаратах магнитно-резонансной томографии, во многих других областях промышленности.

Специалисты Университета Дьюка решили создать новые материалы с магнитными свойствами, сосредоточившись на изучении семействе сплавов Гейслера — тройных интерметаллических соединений. Учитывая все возможные комбинации, у исследователей было 236115 потенциальных прототипов на выбор.

С помощью компьютерных моделей, строящих материалы буквально атом за атомом, ученые рассчитали их взаимодействие и необходимую энергию для каждой новой структуры и в итоге сократили список потенциально стабильных соединений до 35 602.

В дальнейшем список сократился до 22 двух материалов с необходимыми магнитными свойствами, из которых синтезированы были всего два.

Интересно, что процесс синтеза новых магнитных материалов шел несколько лет.

Первый магнитный материал был изготовлен из кобальта, магния и титана (Co2MnTi). Исследователи смогли с высокой степенью точности предсказать его свойства, в том числе температуру, при которой он терял свой магнетизм, — 1232 градуса по Фаренгейту.

Второй материал представлял собой смесь марганца, платины и палладия (Mn2PtPd) и оказался антиферромагнетиком, , в котором спонтанно устанавливается антипараллельная ориентация элементарных магнитных моментов атомов или ионов.

CREDIT: Pelin Tozman, AMBER and CRANN Institute, Trinity College, Dublin, Ireland