開云官方網站 Kaiyun官方登錄開云官方網站 Kaiyun官方登錄科學家們在尋找一種新的、可持續永磁體方面取得了突破性進展。大多數永磁體是由稀土金屬合金制成，但這些材料的開采和加工會產生有毒的副產品，導致稀土礦山和煉油廠周圍的生態破壞。與此同時，對永磁體的需求正在增加，因為它們是可再生能源、消費電子產品和電動汽車的常見部件。由利茲大學領導的一組科學家，在一種新的先進材料上取得了突破。

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　　這種新材料可能最終會取代稀土永磁體，研究人員已經從一層薄薄的鈷中開發出一種混合薄膜，鈷具有天然的磁性，上面覆蓋著巴克明斯特富勒烯分子（碳的一種形式）。碳的存在，極大地提高了鈷的磁能乘積（衡量磁鐵強度的一種指標）在低溫下增加了五倍，其研究成果發表在《物理評論B》期刊上，研究小組在零下195攝氏度觀察到了磁場強度的增加。

　　但研究人員希望通過對碳分子進行化學操作，能夠在室溫下獲得同樣的效果。利茲物理與天文學院的聯合首席研究員蒂姆·穆爾索姆博士說：這是我看到的第一個跡象，表明無稀土磁鐵可以與稀土基永久磁鐵釤鈷等物質相提并論，雖然到目前為止只在低溫下看到了這種效果，但我希望有一天，類似這樣的混合磁性材料將取代稀土永磁體，有助于減輕它們造成的環境破壞。

　　雖然碳不是磁性的，但分子與鈷表面結合的方式會引起磁釘扎效應，這會阻止鈷中的磁性改變方向，即使在強烈的相反磁場中也是如此，這種表面相互作用是雜化材料具有異常高磁能的關鍵。雖然混合磁鐵可能需要很長時間才能準備好用于風力渦輪機或電動汽車，但還有其他近在咫尺的應用。同樣在利茲的聯合首席研究員奧斯卡·塞斯佩德斯博士說：

　　雖然室溫下應用于塊狀永磁體可能還有很長的路要走，但利用分子耦合來調節薄膜的磁性，例如在磁存儲器中，是一個誘人的前景，觸手可及。大多數硬永磁材料都含有釹和釤等稀土元素，但對這些材料的環境影響和供應穩定性的擔憂正在推動對替代材料的研究。新研究提出了一種鈷和納米碳分子C60的混合雙層，它在磁化強度最小的情況下表現出顯著的磁力增強。

　　研究證明了這種各向異性增強效應不能用現有的分子——金屬磁性界面模型來描述，概述了一種形式的各向異性，它是由金屬-分子界面上的非對稱磁電耦合引起。由于這種現象是由π?d雜化軌道引起，將這種效應稱為π各向異性，雖然這種效應的臨界溫度目前受到所選分子C60自由度的限制，但研究描述了表面功能化如何能室溫碳基硬磁薄膜的設計。

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