Objev
Olomoučtí vědci vyvinuli nekovový magnet. Z čeho je?

První nekovový magnet, který funguje i při pokojové teplotě, vyvinuli vědci z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Univerzity Palackého v Olomouci. Chemicky upravený magnetický grafen, kvůli němuž možná budou muset být v budoucnu přepsány učebnice fyziky, umožní podle odborníků vývoj nových aplikací například v biomedicíně nebo elektronice. Práce olomouckých vědců byla nedávno publikována v prestižním časopise Nature Communications.

Grafen je velmi lehký, třistakrát pevnější než ocel a mimořádně vodivý. Díky chemické úpravě tento uhlík získal i magnetické vlastnosti, které byly dosud přisuzovány pouze materiálům na bázi kovů a jejich sloučenin. "Již několik let jsme tušili, že cesta k magnetickému uhlíku by mohla vést právě přes grafen, tedy 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," sdělil hlavní autor projektu a ředitel RCPTM Radek Zbořil.

Na vývoji unikátního magnetického uhlíku se podíleli pouze olomoučtí vědci, kteří 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," popsal princip Michal Otyepka, který se na projektu podílel.

Vědci upozornili, že cesta od objevu magnetického uhlíku k jeho zavedení do praxe může být ještě poměrně dlouhá, avšak spektrum možného využití je velmi pestré. Grafen má totiž obrovský povrch a zároveň unikátní vodivost, elektronické parametry a magnetické vlastnosti. "Nabízí se uplatnění ve spintronice a elektronice, ale i v medicíně při cíleném transportu léčiv či separaci molekul s využitím vnějšího magnetického pole," uvedl Jiří Tuček, který se specializuje 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 nedávno olomoucký tým v časopise Nature Communications také objev nejmenších kovových magnetů. Čeští vědci však podle 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," podotkl Zbořil.