Magnet už nemusí být kovový. Čeští vědci prolomili letité dogma a vyvinuli magnetický uhlík

Sen mnoha generací badatelů si splnili vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Univerzity Palackého v Olomouci. S využitím grafenu, supertenké formy uhlíku, připravili první nekovový magnet, který si zachovává magnetické vlastnosti až do pokojové teploty. Prolomili tak letité dogma, neboť všechny doposud využívané magnetické materiály jsou na bázi kovů a jejich sloučenin.

Chemicky upravený magnetický grafen otevírá dveře k novým aplikacím například v biomedicíně nebo elektronice. Práce olomouckých vědců nedávno vyšla v prestižním časopise Nature Communications.

„Již několik let jsme tušili, že cesta k magnetickému uhlíku by mohla vést právě přes grafen – jedinou dvoudimenzionální vrstvu atomů uhlíku. Její chemickou úpravou pomocí dalších nekovových prvků, jako jsou fluor, vodík a kyslík, jsme vytvořili nové zdroje magnetických momentů, které spolu úžasně komunikují i při pokojové teplotě. Znamená to obrovský posun v možnostech využití organických magnetů,“ říká hlavní autor projektu a ředitel RCPTM Radek Zbořil.

Jak objev funguje?

Práce vznikla výhradně za přispění olomouckých vědců, kteří také vysvětlili původ magnetismu v těchto uhlíkových materiálech.

„V kovových systémech jsou magnetické jevy způsobeny elektrony ve struktuře atomů kovů. V organických magnetech, které jsme vyvinuli, za nimi stojí nekovové chemické radikály, které nesou volné elektrony,“ upřesňuje Michal Otyepka, spoluautor teoretického modelu, který se na projektu podílel v rámci řešení prestižního grantu Evropské výzkumné rady (ERC). „Jsem rád, že hned první práce na ERC projektu přinesla tak zásadní výsledky,“ dodává.

Nahrávám video

Cesta od tohoto objevu k zavedení do praxe může být ještě relativně dlouhá. Spektrum případných aplikací je ovšem obrovské. „Myslím, že nejen náš olomoucký tým, ale široká vědecká komunita bude chtít využít obrovský povrch grafenu a jeho unikátní vodivostní či elektronické parametry v kombinaci s magnetickými vlastnostmi. Nabízí se uplatnění ve spintronice a elektronice, ale i v medicíně při cíleném transportu léčiv či separaci molekul s využitím vnějšího magnetického pole,“ naznačuje směry dalšího výzkumu Jiří Tuček, který se specializuje právě na magnetismus pevných materiálů.

Na aplikacích organických magnetů, ale i vývoji přesných teoretických modelů již čeští vědci spolupracují s kolegy z Japonska nebo Belgie.

Kromě uhlíkových magnetů publikoval na konci minulého roku olomoucký tým v časopise Nature Communications také objev nejmenších kovových magnetů. Čeští vědci však podle profesora Zbořila zdaleka neřekli ve výzkumu magnetismu poslední slovo.

„Jsme velmi daleko ve vývoji prvních magnetických molekul, se kterými lze manipulovat při pokojové teplotě. Experimenty tuto možnost jasně potvrzují. Pracujeme teď společně se skupinou profesora Pavla Hobzy na teoretickém vysvětlení unikátního chování takových molekulárních magnetů. Moc bych si přál, abychom do třetice byli rychlejší než konkurence, hlavně s ohledem na možný nedozírný dopad například v molekulární elektronice a senzorice,“ uzavírá Zbořil.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Kde leží hranice medicíny? Odpovědi hledá nový pořad Daniela Stacha Na dosah

Česká televize spouští nový diskusní pořad Na dosah. Bude se snažit přiblížit zásadní společenská témata, která mají potenciál rozdělovat společnost tak, aby odborníci i obyčejní lidé mohli hledali shodu. První díl se v úterý 19. května od 20:07 na ČT24 bude věnovat medicíně, která občas může vypadat jako všemocná – ale zatím taková rozhodně není.
před 19 mminutami

Svět je dle expertů k pandemiím náchylnější než před covidem

Ani po epidemii eboly v západní Africe před necelými deseti lety, pandemii covidu-19 a nouzové situaci kolem infekčního onemocnění mpox (dříve opičí neštovice) není svět bezpečnějším místem před propuknutím nových pandemií. Uvedlo to mezinárodní expertní grémium na úvod výročního zasedání Světového zdravotnického shromáždění, které je orgánem Světové zdravotnické organizace (WHO). Šéf WHO Tedros Adhanom Ghebreyesus prohlásil, že svět nyní zažívá nebezpečné časy.
před 1 hhodinou

WHO zkoumá možnosti vakcín a léčby proti epidemii eboly v Kongu

Světová zdravotnická organizace (WHO) zkoumá, zda by některé kandidátské vakcíny, tedy očkovací látky ve fázi výzkumu, nebo léčebné postupy, mohly být použity k potlačení epidemie eboly v Kongu (Demokratické republice Kongo). Informovala o tom v úterý agentura AFP. Organizace již dříve vyhlásila nárůst počtu případů vysoce nakažlivé hemoragické horečky za mezinárodní zdravotní stav nouze.
před 1 hhodinou

Po týdnu tréninku se lidský mozek naučí přijmout nemožné. Včetně létání

Člověk neumí vlastní silou létat. Nikdy to neuměl, a pokud se genetika nestane opravdu neskutečně pokročilou, nebude to umět nikdy. Lidský mozek je na tento fakt naprogramovaný miliony let evoluce našeho druhu. A přesto – náš mozek je tak neuvěřitelně přizpůsobivý a současně učenlivý, že se dá přesvědčit k tomu, že jeho nositel létat umí. A dokonce pak podle toho mění své další funkce. Prokázal to pozoruhodný experiment čínských vědců.
před 3 hhodinami

Historička: „Bílí“ migranti z Ruska nakopli československou vědu i techniku

Když do Československa přišli po první světové válce ruští emigranti, nabídla jim nově vzniklá republika vzdělání, pomoc i zázemí. A oni se jí za to odvděčili špičkovými výkony v technických oborech, popisuje v rozhovoru pro ČT24 historička Dana Hašková.
před 5 hhodinami

Klíšťata ve městech jsou infikovanější než v lesích, upozorňují vědci

Klíšťata ve městech jsou prokazatelně až dvakrát infikovanější než ta ze 150 lesních lokalit po celém Česku, kde pracovníci Státního zdravotního ústavu sbírají a testují vzorky. Vědci je hledají pozemním sběrem, informace získávají i přímo od lidí prostřednictvím aplikace Klíšťapka nebo webu Klíšťata ve městě. Za tři roky nasbírali více než dvanáct tisíc klíšťat. Některou z bakterií bylo infikováno 44 procent z nich, čtvrtina pak boreliózou.
před 7 hhodinami

Auta jsou dál největšími znečišťovateli měst. Problémem jsou filtry pevných částic

Automobilová doprava zůstává hlavním znečišťovatelem ovzduší v tuzemských městech. Přesto se situace i díky přísnějším zákonům v posledních letech výrazně zlepšuje. Hlavním problémem ale stále zůstávají nefunkční, nebo dokonce chybějící filtry pevných částic, a to u naftových i benzinových aut. Poukázala na to měření vědců z ČVUT a z Akademie věd.
před 17 hhodinami

Ve stockholmské kavárně člověk slouží umělé inteligenci

Kávu sice nalévá lidská ruka, ale za pultem v experimentální kavárně ve Stockholmu tahá za nitky něco mnohem méně tradičního. Začínající firma Andon Labs se sídlem v San Franciscu svěřila vedení kavárny Andon Café ve švédském hlavním městě zástupkyni umělé inteligence (AI), které říkají Mona, napsala agentura AP.
včera v 13:30
Načítání...