Trois fois plus puissant que le précédent détenteur du record : Des chercheurs ont produit une nouvelle molécule extrêmement magnétique en utilisant des terres rares.
Pour la première fois, des scientifiques ont réussi à lier chimiquement des atomes de terres rares (SEE). Ils ont ainsi pu créer l'aimant connu le plus puissant sous forme moléculaire. Le groupe de recherche dirigé par Colin A. Gould de l'université de Californie à Berkeley a publié ses résultats dans la revue La science; un résumé en allemand est disponible sur le site Spektrum.
Un fort magnétisme se produit lorsqu'une substance contient de nombreux électrons individuels, car chacun d'entre eux agit comme un petit aimant microscopique. En revanche, avec les paires d'électrons, l'effet magnétique est annulé. Les électrons non appariés doivent toutefois tourner dans le même sens. Les atomes de terres rares répondent à ces exigences, car ils contiennent jusqu'à sept électrons non appariés qui tournent tous dans le même sens. Les aimants de terre rare les plus courants utilisent des métaux tels que le fer auxquels les électrons s'attachent. Cela renforce l'alignement commun et, par conséquent, le magnétisme global. Si deux éléments de terre rare tels que le dysprosium ou le terbium étaient attachés à la place, l'effet serait beaucoup plus important. Toutefois, il s'est avéré difficile dans le passé de développer un tel composé - la molécule produite par l'équipe de Berkeley représente une première à cet égard.
Même dans ce cas, la liaison entre les deux atomes de SEE est si faible qu'une autre substance est nécessaire. Trois atomes d'iode sont disposés en triangle entre eux et renforcent la liaison. Un électron non apparié situé directement entre les terres rares contribue également à ce que tous les autres électrons individuels tournent dans la même direction, ce qui rend l'ensemble de la molécule hautement magnétique. Cet effet s'estompe toutefois relativement vite lorsque la température augmente.
Intensité magnétique trop élevée pour les appareils de mesure courants
La force du nouvel aimant moléculaire a été démontrée, entre autres, en mesurant ce que l'on appelle l'intensité du champ coercitif. Plus cette valeur est élevée, plus il est difficile pour un champ magnétique externe de démagnétiser un aimant. Lors du test, la nouvelle substance s'est avérée beaucoup plus résistante que d'autres molécules connues et que les aimants permanents commerciaux : 25 teslas, soit plus de trois fois le record précédent de 7,9 teslas. La valeur pourrait être encore plus élevée puisque, selon les chercheurs, elle dépasse l'intensité maximale du champ qui peut être mesurée par les appareils de mesure courants.
Coup d'envoi d'une nouvelle génération de super-aimants ?
Nicholas Chilton (Université de Manchester), membre de l'équipe de recherche, a déclaré Nouvelles de la chimie et de l'ingénierie que les résultats de la recherche pourraient ouvrir la voie à de nouveaux aimants permanents à la fois puissants et légers, même si le magnétisme ne se manifeste qu'à basse température. Il pourrait imaginer assembler les molécules en aimants de plus grande taille, bien supérieurs aux “super-aimants” actuels en néodyme. De minuscules dispositifs de stockage de données à l'échelle nanométrique sont également envisageables. Ceux-ci stockeraient des informations dans des molécules magnétiques individuelles.
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