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Mittwoch, 26.07.2017
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Magneten: aus hart mach’ weich

Feldeigenschaften durch zweites Magnetfeld verändert

Bisher galt die Devise: Ein Magnet ist entweder permanent, oder aber veränderbar und damit beispielsweise leicht umzupolen. Doch jetzt hat ein Forscherteam gezeigt, dass dieses scheinbar so starre „Entweder-oder-Schema" durchbrochen werden kann – mithilfe eines weiteren magnetischen Felds. Die Wissenschaftler wandelten eine Form in die andere um.
Feldgrenzenmuster eines Ferromagneten.

Feldgrenzenmuster eines Ferromagneten.

Magneten lassen sich nach ihren magnetischen Eigenschaften als “hart” oder “weich” klassifizieren. Harte Magneten, auch permanente Magneten genannt, besitzen fixierte Feldgrenzen, dadurch bleibt das betreffende Material lange magnetisch. Bei weichen Magneten dagegen sind die Feldgrenzen beweglich und können leicht verändert werden. Die Dauer der Magnetisierung ist daher bei diesem Typ begrenzt.

„Ob ein Magnet hart oder weich ist, bestimmt, für was man ihn einsetzen kann“, erklärt Gabriel Aeppli, Leiter des Nanotechnologiezentrums des University College London. „Typischerweise würden sie einen permanenten Magneten nutzen, um eine Notiz an ihrer Kühlschranktür zu befestigen, denn Sie wollen, dass diese lange haften bleibt. In einem Motor oder Transformator dagegen ist ein weicher Magnet sinnvoller, denn er kann sich besser an die schnellen Veränderungen des Wechselstroms anpassen und vergeudet weitaus weniger Energie als ein permanenter Magnet.“

Aeppli und seinen Kollege ist es jetzt jedoch gelungen, die strikten Grenzen zwischen diesen beiden Magnettypen zu durchbrechen. Wie sie in dem Magazin „Nature“ berichten, nutzten sie ein zweites, senkrecht auf dem ersten stehendes magnetisches Feld, um die Magneteigenschaften eines Materials von hart in weich und wieder zurück zu verändern. Damit eröffnen sie neue Wege um elektromagnetische Geräte und Bauteile gezielt zu beeinflussen und zu modifizieren. So beruhen beispielsweise die Eigenschaften von Halbleitern auf gezielt verteilten „Unreinheiten“ in ihrer chemischen Struktur. Ähnliches gilt auch für die Magnete: Denn bei ihnen bestimmen solche Unreinheiten die „Härte“ der Feldgrenzen und damit gleichzeitig, ob und wie leicht ein Magnet umgepolt werden kann.


„Es ist sehr schwer, die Feldeigenschaften eines Magneten zu verändern“, so Aeppli. „Aber wir haben gezeigt, dass es mit einem Modellmagneten bei niedrigen Temperaturen gelingt und auch, wie es bei höheren Temperaturen möglich wäre. Das Experiment zeigt auch, dass chemische Veränderung im Nanometermaßstab einen großen Effekt auf die makroskopischen Eigenschaften eines Magneten haben kann.“
(University College London, 03.08.2007 - NPO)
 
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