Em um novo e inovador estudo, cientistas e engenheiros da Universidade de Minnesota transformaram eletricamente o abundante e de baixo custo material não magnanãtico, sulfeto de ferro, também conhecido como "ouro de tolo" ou pirita, em um material magnanãtico.

a‰ a primeira vez que os cientistas transformam eletricamente um material totalmente não magnético em material magnanãtico, e pode ser o primeiro passo na criação de novos materiais magnanãticos valiosos para dispositivos de memória de computador com maior eficiência energanãtica.

A pesquisa foi publicada na Science Advances , uma revista cienta­fica revisada por pares publicada pela Associação Americana para o Avana§o da Ciência (AAAS).

"A maioria das pessoas conhecedoras de magnetismo provavelmente diria que era impossí­vel transformar eletricamente um material não magnético em material magnanãtico. Quando olhamos um pouco mais fundo, no entanto, vimos uma rota em potencial e a fizemos acontecer", disse Chris Leighton, o pesquisador principal do estudo e um professor da Universidade McKnight da Universidade de Minnesota, no Departamento de Engenharia Quí­mica e Ciência dos Materiais.

Leighton e seus colegas, incluindo Eray Aydil na Universidade de Nova York e Laura Gagliardi (química) na Universidade de Minnesota, estudam sulfeto de ferro , ou "ouro do tolo", hámais de uma década para possí­vel uso em células solares. O enxofre, em particular, éum subproduto altamente abundante e de baixo custo da produção de petra³leo. Infelizmente, cientistas e engenheiros não encontraram uma maneira de tornar o material eficiente o suficiente para realizar células solares de baixo custo e abundantes na Terra.

"Na³s realmente voltamos ao material de sulfeto de ferro para tentar descobrir os obsta¡culos fundamentais para células solares baratas e não ta³xicas", disse Leighton. "Enquanto isso, meu grupo também trabalhava no campo emergente da magnetoia´nica, onde tentamos usar tensaµes elanãtricas para controlar propriedades magnanãticas de materiais para possa­veis aplicações em dispositivos de armazenamento de dados magnanãticos. Em algum momento, percebemos que devera­amos combinar essas duas direções de pesquisa, e valeu a pena. "

Leighton disse que seu objetivo era manipular as propriedades magnanãticas dos materiais apenas com uma tensão, com muito pouca corrente elanãtrica, o que éimportante para tornar os dispositivos magnanãticos mais eficientes em termos energanãticos. Os progressos realizados atéo momento inclua­am ligar e desligar o ferromagnetismo, a forma tecnologicamente mais importante de magnetismo, em outros tipos de materiais magnanãticos. O sulfeto de ferro, no entanto, ofereceu a perspectiva de induzir ferromagnetismo potencialmente eletricamente em um material totalmente não magnético .

No estudo, os pesquisadores usaram uma técnica chamada porta eletrola­tica. Eles pegaram o material não magnético de sulfeto de ferro e o colocaram em um dispositivo em contato com uma solução ia´nica, ou eletra³lito, compara¡vel ao Gatorade. Eles então aplicaram apenas 1 volt (menos voltagem que uma bateria doméstica), moveram moléculas carregadas positivamente para a interface entre o eletra³lito e o sulfeto de ferro e induziram magnetismo. a‰ importante ressaltar que eles foram capazes de desligar a tensão e retornar o material ao seu estado não magnanãtico, o que significa que eles podem ativar e desativar o magnetismo de forma reversa­vel.

"Ficamos surpresos com o resultado", disse Leighton. "Ao aplicar a tensão, essencialmente despejamos elanãtrons no material. Acontece que, se vocêobtiver concentrações suficientemente altas de elanãtrons, o material desejara¡ espontaneamente se tornar ferromagnanãtico, o que pudemos entender com a teoria. Isso tem muito potencial." Tendo feito isso com sulfeto de ferro, achamos que também podemos fazaª-lo com outros materiais ".

Leighton disse que eles nunca imaginariam tentar essa abordagem se não fosse a pesquisa de sua equipe que estudava sulfeto de ferro para células solares e o trabalho em magnetoia´nicos.

"Foi a convergaªncia perfeita de duas áreas de pesquisa", disse ele.

Leighton disse que o pra³ximo passo écontinuar a pesquisa para replicar o processo em temperaturas mais altas, o que os dados preliminares da equipe sugerem que certamente deve ser possí­vel. Eles também esperam tentar o processo com outros materiais e demonstrar potencial para dispositivos reais.