Prof. dr hab. Janusz Szklarzewicz na Demo Day 2023 w Krakowie - jeden ze współtwórców przełomowego odkrycia w dziedzinie ferromagnetyków

Odkrycia naukowe często mają swoje korzenie w przypadkowych zdarzeniach, które prowadzą do przełomowych odkryć. Tak właśnie było z przypadkiem profesora dr hab. Janusza Szklarzewicza z UJ w Krakowie, który wraz ze swoim zespołem przypadkowo odkrył nowe właściwości magnetyczne w materiałach, które z punktu widzenia chemicznego nie powinny być ferromagnetykami. Dzięki temu odkryciu jego zespół badawczy opracował wysokotemperaturowe ferromagnetyki molekularne, które mają potencjał stać się alternatywą dla obecnie stosowanych materiałów o znaczeniu strategicznym.

Wysokotemperaturowe ferromagnetyki molekularne to nowe materiały magnetyczne, które mają potencjał zastąpić obecne materiały strategiczne, takie jak metale ziem rzadkich, kobalt czy nikiel. Ich zastosowanie może pomóc zmniejszyć uzależnienie świata od tych surowców, a jednocześnie otworzyć nowe obszary zastosowań, do których obecne materiały się nie nadają. Prace prof. Szklarzewicza i jego zespołu koncentrują się na tzw. ferromagnetykach miękkich, które wykazują silne właściwości magnetyczne, lecz zanikają po wyłączeniu pola magnetycznego. Te innowacyjne materiały magnetyczne charakteryzują się tym, że zachowują swoje właściwości magnetyczne nawet w temperaturach o kilkaset stopni wyższych niż znane dotychczas ferromagnetyki.

Nowe materiały magnetyczne opracowane przez polskich naukowców mają szerokie zastosowanie w takich obszarach przemysłu, jak medycyna, przemysł kosmiczny, elektroniczny czy energetyczny. Można je wykorzystać w produkcji komputerów kwantowych, transformatorów o bardzo niskiej stratności energetycznej czy w nośnikach leków. Dzięki nim, będziemy mogli zmniejszyć uzależnienie od materiałów strategicznych, a jednocześnie otworzyć nowe obszary zastosowań.

Według prof. Szklarzewicza, odkrycie nowych ferromagnetyków było zupełnym przypadkiem. Naukowcy z UJ zauważyli, że potrafią wzbudzić właściwości magnetyczne w materiałach, które z punktu widzenia chemicznego nie powinny być ferromagnetykami. Sekret tkwi w ukierunkowanej krystalizacji, która powoduje, że atomy tworzące nanokryształy są na tyle blisko siebie, że pojawia się między nimi oddziaływanie ferromagnetyczne. Nowe ferromagnetyki opracowane przez polskich naukowców korzystają z tanich i powszechnie dostępnych pierwiastków, a to czyni je atrakcyjnymi dla przemysłu, który poszukuje alternatyw dla kosztownych i trudnodostępnych metali ziem rzadkich oraz innych strategicznych materiałów. Dzięki temu, nowe ferromagnetyki mogą przyczynić się do obniżenia kosztów produkcji, a także ograniczenia negatywnego wpływu na środowisko wynikającego z wydobycia rzadkich metali.

Profesor Szklarzewicz i jego zespół bada również możliwość włączania nadprzewodnictwa w materiale za pomocą pola magnetycznego. Gdyby udało się osiągnąć ten cel, można by kontrolować nadprzewodnictwo materiału za pomocą pola magnetycznego, co otworzyłoby nowe możliwości dla przemysłu i technologii.

Profesor Szklarzewicz w swojej wypowiedzi wspomina o ciekawym zastosowaniu jednego z odkrytych przez jego zespół materiałów magnetycznych, który ma właściwość "zapominania" o swojej magnetyczności. Przykładowo, można wykorzystać taki magnes, aby zabezpieczyć poufne informacje na mapie czy dokumencie. W takim przypadku, osoba otrzymująca tę mapę lub dokument byłaby w stanie odczytać informacje z wykorzystaniem magnesu. Jednak po pewnym czasie magnes zaczyna "zapominać" o swojej magnetyczności, a po upływie kilku minut lub godzin przestaje być magnetyczny. W ten sposób zabezpieczone informacje stają się nieczytelne dla osób nieuprawnionych, ponieważ po odczytaniu i po upływie czasu magnes już nie utrzymuje ich w formie magnetycznej. Takie zastosowanie może być bardzo przydatne w przypadku wymiany poufnych informacji na mapach, na przykład podczas działań wojskowych czy operacji antyterrorystycznych. Jednakże, jak zaznacza profesor Szklarzewicz, jest to tylko jeden z wielu możliwych zastosowań nowych materiałów ferromagnetycznych.

Polscy naukowcy posiadają już kilkadziesiąt opatentowanych związków i technologii związanych z ferromagnetykami miękkimi, jednakże dalsze badania są potrzebne, aby w pełni zrozumieć ich właściwości i potencjalne zastosowania. Współpraca z przemysłem będzie kluczowa dla rozwoju tych materiałów i ich wprowadzenia na rynek.

Odkrycie wysokotemperaturowych ferromagnetyków molekularnych przez zespół prof. dr hab. Janusza Szklarzewicza otwiera drzwi do nowych, fascynujących możliwości w dziedzinie technologii magnetycznych. Choć badania wciąż trwają, to już teraz możemy dostrzec potencjał tego przełomowego wynalazku, który może zrewolucjonizować wiele dziedzin przemysłu, zmieniając sposób, w jaki żyjemy i pracujemy.

Powyższy artykuł powstał wyłącznie w celach informacyjnych i nie jest reklamą. Nie ponosimy żadnych korzyści finansowych, ani innych korzyści związanych z jego publikacją.