I ricercatori dell'Università di Magdeburgo scoprono una nuova classe di materiali
I fisici sviluppano un liquido multiferroico con ordine magnetico ed elettrico spontaneo
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I fisici dell'Università Otto von Guericke di Magdeburgo hanno sviluppato una nuova classe di materiali: i cosiddetti liquidi multiferroici. Questi materiali combinano per la prima volta proprietà ferromagnetiche e ferroelettriche allo stato liquido, un comportamento che in precedenza era noto solo nei cristalli solidi.
I materiali multiferroici hanno due proprietà speciali: sono ferromagnetici, cioè possono essere magnetizzati e mantenere la loro magnetizzazione anche senza un campo magnetico esterno. Inoltre, sono ferroelettrici, il che significa che possono immagazzinare carica elettrica, come un piccolo condensatore polarizzato in modo permanente.
Mentre questo doppio effetto nei solidi è dovuto a strutture cristalline ordinate, è considerato quasi impossibile da realizzare nei liquidi a causa della loro struttura molecolare disordinata.
Il team guidato dalla dott.ssa Hajnalka Nádasi e dal prof. Alexey Eremin del Dipartimento di Fenomeni Non Lineari ha prodotto materiali ibridi costituiti da cristalli liquidi nematici ferroelettrici e nanopiastrine ferrimagnetiche di esaferrite di bario nell'ambito di un progetto finanziato dalla Fondazione tedesca per la ricerca (DFG). Regolando con precisione la composizione, è stato creato un liquido stabile in cui l'ordine elettrico e magnetico si verificano simultaneamente a temperatura ambiente.
"A lungo si è ritenuto quasi impossibile che in un sistema liquido si formassero contemporaneamente stati magnetici ed elettrici stabili", spiega il dottor Nádasi.
I nuovi liquidi reagiscono in modo particolarmente sensibile ai campi magnetici ed elettrici esterni. Questo apre la strada a sensori, attuatori - cioè materiali che reagiscono agli stimoli e si muovono - e ad applicazioni elettro e magneto-ottiche.
"Poiché i sistemi basati sui cristalli liquidi richiedono pochissima energia, in futuro potrebbero contribuire a materiali e componenti più efficienti dal punto di vista energetico", continua Nádasi.
Al progetto hanno partecipato l'Istituto Jožef Stefan di Lubiana (Slovenia), l'Università Tecnica di Braunschweig e Merck Electronics KGaA di Darmstadt. La ricerca fa parte dell'iniziativa congiunta Master e Bachelor in Fisica dei Materiali Morbidi di Merck e dell'Università di Magdeburgo, che offre agli studenti approfondimenti sull'attuale ricerca sui materiali.
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Pubblicazione originale
Hajnalka Nádasi, Peter Medle Rupnik, Melvin Küster, Alexander Jarosik, Rachel Tuffin, Matthias Bremer, Melanie Klasen‐Memmer, Darja Lisjak, Nerea Sebastián, Alenka Mertelj, Frank Ludwig, Alexey Eremin; "Room‐Temperature Multiferroic Liquids: Ferroelectric and Ferromagnetic Order in a Hybrid Nanoparticle–Liquid Crystal System"; Advanced Materials, Volume 37, 2025-7-26
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