Pesquisadores do Instituto de Ciências dos Materiais de Barcelona, em Espanha, desenvolveram uma estrutura em forma de flor feita de uma liga de níquel-ferro capaz de concentrar e amplificar localmente os campos magnéticos.
A dimensão deste efeito de “amplificação do magnetismo” pode ser controlada variando a geometria e o número de pétalas da flor metálica. Este dispositivo poderia ser utilizado para aumentar a sensibilidade dos sensores magnéticos, reduzir a energia necessária para criar campos magnéticos locais, estudar amostras sob campos magnéticos muito mais elevados do que é possível actualmente e uma infinidade de outras possibilidades.
Tecnicamente, a flor de metal é um metamaterial, um material artificial cujas propriedades dependem não da sua composição química, mas da sua estrutura física.
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“Os metamateriais são materiais produzidos artificialmente com microestruturas cujas dimensões são inferiores às das ondas electromagnéticas ou térmicas que se destinam a manipular”, explicou Anna Palau.
A geometria em forma de flor faz com que as linhas de um campo magnético se concentrem no centro do dispositivo, resultando num campo magnético altamente intensificado nesse ponto.
As pétalas das flores metálicas são constituídas por tiras de uma liga ferromagnética de níquel-ferro. As microflores podem ser produzidas em várias geometrias, não só com diferentes raios internos e externos, mas também com diferentes números e larguras de pétalas, de modo a obter o efeito e a intensidade desejados da concentração do campo magnético.
“O nosso sistema experimental é um microscópio electrónico de fotoemissão, pelo que os campos magnéticos desviam os electrões e dificultam as experiências”
Com a utilização destes metamateriais, a sensibilidade dos sensores magnéticos pode ser grandemente aumentada, uma vez que o campo magnético a ser detectado é amplificado no centro das microflores.
“Ajustando os parâmetros geométricos, tais como a forma, o tamanho e o número de pétalas, o comportamento magnético pode ser alterado e controlado”, disse Sergio Valencia, membro da equipa. “Como resultado, a sensibilidade de um sensor magnetoresistivo pode ser aumentada em mais de duas ordens de grandeza.”
A tecnologia abre caminho ao fabrico de microestruturas magnéticas que podem ser utilizadas no armazenamento de dados, no processamento de informação, na biomedicina, na catálise e na tecnologia de sensores magnéticos.
Mas a equipa já tem em mente a primeira aplicação dos seus amplificadores magnéticos: “O nosso sistema experimental é um microscópio electrónico de fotoemissão, pelo que os campos magnéticos desviam os electrões e dificultam as experiências”, disse Valencia. “O campo magnético máximo que podemos aplicar normalmente para a obtenção de imagens é de cerca de 25 militesla (mT). Com o concentrador de campo magnético, onde o campo só é aumentado localmente, podemos facilmente atingir campo cinco vezes superiores.”
Fonte: Inovação Tecnológica
