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

Estonští vědci odhalili nebezpečné výkyvy vody mezi Varenským jezerem a Černým mořem

V úzkém přístavním kanálu mezi Černým mořem a Varenským jezerem mohou vznikat nečekaně silné proudy a výrazné výkyvy hladiny, které ohrožují lodní dopravu a komplikují provoz přístavu. Příčiny tohoto jevu zkoumali vědci z Tallinské technické univerzity TalTech. Své závěry publikovali v odborném časopise Ocean Science.
před 13 hhodinami

Dekády starý matematický problém AI vyřešila za desítky hodin. Ale možná kradla

Na matematiku specializovaná umělá inteligence (AI) od společnosti OpenAI vyřešila desítky let nevyřešený problém. Předběhla tak lidské matematiky, kteří se snažili udělat to samé – a možná při tom i využila jejich data. Podle českého matematika Vítězslava Kaly jde v každém případě o mimořádný úspěch.
před 16 hhodinami

V Egyptě objevili 4300 let starou hrobku. Malby jsou stále jako živé

Španělští archeologové objevili nedaleko egyptské metropole Káhiry 4300 let starou hrobku, která patří dvěma úředníkům. Oznámilo to egyptské ministerstvo cestovního ruchu a památek.
před 20 hhodinami

Špinavý vzduch zabíjí tisíce Čechů. Podívejte se na srovnání evropských měst

Rostoucí počet vln veder a požárů ohrožuje snahy o zlepšení kvality ovzduší, varovala tento týden Světová meteorologická organizace (WMO). Ve své výroční zprávě o kvalitě ovzduší organizace spadající pod OSN také upozorňuje, že kouř z extrémních lesních požárů má zásadní zdravotní dopady.
včera v 06:00

Enterprise poprvé vzlétla před 60 lety. Otestujte si znalosti fenoménu Star Trek

Americký televizní seriál Star Trek se několikrát zapsal do dějin. Sága posádky lodi Enterprise putující vesmírem pod vedením kapitána Jamese Kirka divákům ukazovala například to, že mohou spolupracovat tvorové různých ras. Star Trek byl také prvním pořadem, ve kterém běloch políbil černošskou ženu. Když se přitom před šedesáti lety, 8. září 1966, objevil na obrazovkách první díl dnes už legendární série, na velký úspěch to nevypadalo.
8. 9. 2026

Česko trápí stovky kontaminovaných míst. Podívejte se na aktuální mapu

Dědictví minulosti, ve které se nedbalo na ochranu životního prostředí, si Česko nese i v současné době. Aktuální kauza možného znečištění v bývalém vojenském prostoru Dobrá Voda na Klatovsku je jen pomyslným vrcholem ledovce. Míst, která by potřebovala sanaci, je totiž mnohem víc.
8. 9. 2026

Připravte se na nový svět, radí OSN. Planeta se oteplí o víc než 1,5 stupně

Rok 2024 znamenal začátek nové éry. Byl totiž prvním, kdy průměrná globální teplota překročila úroveň před průmyslovou revolucí o 1,5 stupně Celsia. Nová zpráva OSN teď přiznává, že se lidstvo bude muset – přinejmenším dočasně – smířit s tím, že tato symbolická hranice bude překročená nejen na jeden rok a že oteplení dosáhne nejméně 1,8 stupně. Zpráva současně popisuje, co to pro civilizaci znamená.
8. 9. 2026

Vědci z Harvardu připodobňují šíření umělé inteligence k šíření viru

Šíření umělé inteligence (AI) je neporovnatelně rychlejší než úspěch jakékoliv jiné technologie v dějinách lidstva. Její přijetí je výrazně dynamičtější než nástup automobilů, stolních počítačů i internetu. První veřejný chatbot ChatGPT sice vznikl teprve na podzim roku 2022, ale už dnes AI používá většina lidí. Podle nové studie amerických vědců je to podobné infekci virem.
8. 9. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.