terça-feira, 26 de maio de 2015

Descobertos ímãs que "incham"

POR Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/05/2015

Descoberta nova classe de ímãs
Os ímãs que incham apresentam "células" magnéticas periódicas, que se repetem com uma precisão nunca antes vistas em materiais magnéticos. [Imagem: Harsh Deep Chopra/Temple Unibersity]

Magnetorrestrição
Acaba de ser descoberto um novo tipo de ímã que expande seu volume quando posto sob a ação de outro campo magnético.
De acordo com Harsh Chopra e Manfred Wuttig, a "descoberta transformadora" tem potencial não apenas para alavancar as tecnologias atuais, como também para criar aplicações totalmente novas devido à combinação incomum de propriedades magnéticas.
"Nossas descobertas mudam fundamentalmente uma forma de pensar sobre um determinado tipo de magnetismo que está em vigor desde 1841," disse Chopra, referindo-se a James Prescott Joule, que descobriu que ímãs baseados em ferro mudam seu formato, mas não seu volume, quando postos sob ação de um campo magnético.
Esse fenômeno é conhecido desde então como "magnetorrestrição de Joule", e tem sido usado para caracterizar todos os ímãs. Ao menos até agora, com a descoberta dos "ímãs que incham".
"Nós descobrimos uma nova classe de ímãs, que chamamos de 'ímãs não-joulianos', que apresentam uma grande variação de volume sob campos magnéticos," continuou Chopra. "Além disso, estes ímãs não-joulianos possuem a capacidade notável de capturar ou converter energia com uma perda mínima na forma de calor."
O comportamento inusitado surgiu quando a dupla tratou uma liga à base de ferro a 760º C por 30 minutos, e então resfriou-a rapidamente até a temperatura ambiente. Esse tratamento térmico criou no interior do material estruturas cristalinas microscópicas não observadas em outros materiais magnéticos.
Atuadores e geradores
Os pesquisadores observam que os ímãs convencionais só podem ser usados como atuadores para exercer forças em uma direção, já que são limitados pela magnetorrestrição de Joule - atuadores magnéticos bidirecionais são possíveis, mas exigem aparatos grandes, pesados e pouco eficientes.
Contudo, como os magnetos não-joulianos expandem-se espontaneamente em todas as direções, eles permitirão a construção de atuadores onidirecionais compactos e de alta eficiência, já que perdem pouquíssima energia na forma de calor.
O potencial de aplicação inclui microatuadores compactos para as indústrias aeroespacial, automotiva, biomédica, espacial e robótica, mas a dupla está especialmente entusiasmada com a aplicação dos seus novos ímãs na geração de energia, sobretudo na colheita de energia a partir do ambiente.
Bibliografia:

Non-Joulian magnetostriction
Harsh Deep Chopra, Manfred Wuttig
Nature
Vol.: 521, 340-343
DOI: 10.1038/nature14459

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