چاپ

پیام خراسان - دانشمندان دانشگاه فناوری دلفت با استفاده از «درام‌های نانو» به بررسی تغییرات پیچیده فاز در نانومواد مغناطیسی پرداختند؛ کشفی که مرزهای حسگرهای فوق‌حساس را به طرز شگفت‌انگیزی تغییر می‌دهد.
به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، تحقیقات جدیدی از دانشگاه فناوری دلفت در کشور هلند، به بررسی رفتار تغییرات فاز در نانومواد مغناطیسی پرداخته است.
در مطالعه‌ای که در نشریه Nature Communications منتشر شده، تیمی از پژوهشگران به همراه همکارانشان از دانشگاه والنسیا و دانشگاه ملی سنگاپور، نانوماده دو بعدی FePS₃ (که تنها چند اتم ضخامت دارد) را تحت بررسی دقیق قرار دادند. برای نخستین بار، پژوهشگران روشی نوین ارائه دادند تا تغییرات غیرخطی و پیچیده در فازهای این ماده را کشف کنند. به کمک استفاده از غشاهای معلق نانو FePS₃ که همچون یک درام کوچک عمل می‌کنند، تیم تحقیقاتی قادر شد تا با اعمال ارتعاش‌های قوی و تغییر دما، تغییرات مکانیکی و مغناطیسی ماده را به‌طور دقیق ثبت کند. همانطور که فربد علیجانی، همیار پروفسور دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه دلفت توضیح داد: تصور کنید یک درام مغناطیسی دارید که نور لیزر همچون چوب درام به آن ضربه می‌زند و ضرب‌آهنگ آن در حین تغییر دما به تدریج تغییر می‌کند.
پژوهشگران مشاهده کردند که هنگامی که ماده گرم است، ساختار مغناطیسی آن ناپایدار و درهم است؛ اما با کاهش دما تا حدود -160 درجه سلسیوس، این «درام نانو» سفت شده و اسپین‌های مغناطیسی به صورت منظم چینش می‌یابند. تغییرات ناگهانی و غیرخطی رفتار مکانیکی، همزمان با تغییرات الکتیریک و الاستیکی ماده رخ می‌دهد؛ امری که به کمک این روش نانو درام قابل تشخیص شده است.
مزیت اصلی استفاده از این غشاهای نانو، حساسیت فوق‌العاده آن‌ها نسبت به تغییرات داخلی و خارجی است. همانطور که یکی از پژوهشگران، مکارس شیش کینس، بیان کرد: این حساسیت، آن‌ها را به کاندیداهایی ایده‌آل برای ساخت حسگرهای فوق‌حساس تبدیل می‌کند که قادرند کوچک‌ترین تغییرات محیطی یا تنش‌های داخلی ماده را تشخیص دهند، از این رو، یافته‌های این تحقیق می‌تواند در بهبود عملکرد حسگرهای نانومکانیکی و ایجاد دستگاه‌های نوآورانه با کارایی بالا در حوزه‌های مختلف تکنولوژی، از جمله ارتباطات و پردازش اطلاعات، نقش مهمی ایفا کند.
بر اساس برنامه‌های آینده، تیم تحقیقاتی قصد دارد تا روش ارائه شده را در بررسی سایر نانومواد به‌کار گیرد. یکی از همکاران پروژه، هره ون در زانت، اضافه کرد: بررسی امواج اسپینی که حامل اطلاعات در مواد مغناطیسی هستند، می‌تواند افق‌های جدیدی در انتقال داده و پردازش اطلاعات باز کند.
این دستاورد نوین، گامی بلند در جهت درک بهتر فرایندهای پیچیده در سطح نانومقیاس محسوب می‌شود و زمینه‌ساز پیشرفت‌های آتی در فناوری حسگرها و دستگاه‌های نانومکانیکی خواهد بود.
کد خبر 851163