Neues Material aus winzigen Magneten kann den Aggregatzustand wie Wasser wechseln

Wissenschaftlern ist es gelungen, ein synthetisch-magnetisches Material zu schaffen, das ähnlich wie Wasser unter Temperaturveränderungen seinen Aggregatzustand wechseln kann. Das Material besteht aus einer Milliarde kleiner Magnete und könnte die Zukunft im Bereich Elektronik oder Informationstransfer sein.

Neues Material aus winzigen Magneten

Jeder Magnet in dem neuen Material hat die Form eines Reiskorns und ist etwa 63 Nanometer lang. Mit hochentwickelten Technologien gelang es Forschern des Paul Scherrer Instituts (PSI) in der Schweiz, eine Milliarde dieser winzigen Magnete auf einem flachen Substrat in einer wagenförmigen Anordnung zu organisieren. So angeordnet nahmen die Magneten eine Fläche von 5 x 5 Millimetern ein.

Bei Raumtemperatur ist die Anordnung der Magnete eher chaotisch, die magnetischen Pole zeigen in unterschiedliche Richtungen. Als die Forscher das Material abkühlten, bemerkten sie, dass die Magneten sich gegenseitig registrierten und geordneter anordneten. Bei weiterer Absenkung der Temperatur wurde ein Status erreicht, bei dem die kleinen Magnete fast gefroren waren. Sie verhielten sich somit wie Wassermoleküle, wenn Wasser zu Eis gefriert.

“We were surprised and excited. Only complex systems are able to display phase transitions. We were fascinated by the fact that our synthetic material displayed this everyday phenomenon”, so die Leiterin des PSI-Forschungsteams, Laura Heyderman.

Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten

Im nächsten Schritt möchten die Forscher versuchen, den Wechsel zwischen den einzelnen Phasen durch Variationen in der Größe, Form und dem Arrangement der Magneten zu beeinflussen. Unter Umständen gelingt es so, eine neue Phase zu schaffen. Die Anwendungsmöglichkeiten für solch ein Material sind enorm, da individuelle Atome in natürlich vorkommenden Materialien nicht derart effektiv neu ausgerichtet werden können. Das neue Material hingegen könne in Zukunft an verschiedene Anwendungsbereiche angepasst werden, erklärt Heyderman.

In Zukunft könnte das Material beim Datentransfer, dem Speichern von Daten oder in Sensoren für Magnetfelder eingesetzt werden. Möglicherweise findet es auch Eingang in zukünftige Computertechnologie.