(Phys.org)—Elektromagnetische apparaten, van boormachines tot smartphones, hebben een elektrische stroom nodig om de magnetische velden te creëren waardoor ze kunnen functioneren. Maar met kleinere apparaten, het efficiënt leveren van een stroom om magnetische velden te creëren wordt moeilijker.

In een ontdekking die zou kunnen leiden tot grote veranderingen in het opslaan van digitale informatie en het aandrijven van motoren in kleine draagbare apparaten, onderzoekers van UCLA hebben een methode ontwikkeld om kleine magnetische velden aan en uit te schakelen met een elektrisch veld - een scherpe afwijking van de traditionele benadering van het laten lopen van een stroom door een draad.

De onderzoekers, aangesloten bij de door de National Science Foundation gefinancierde TANMS (Translational Applications of Nanoscale Multiferroic Systems), een composiet ontwikkeld dat magneto-elektrische activiteit kan regelen op een schaal van ongeveer 10 nanometer, sommige 1, 000 keer kleiner dan een rode bloedcel. Eerder, de instabiliteit van magnetische deeltjes op deze schaal maakte het onmogelijk om hun beweging te controleren, veel minder de energie die hen bereikt.

Het team gebruikte een composiet van nikkel-nanokristallen in combinatie met een enkel kristal van piëzo-elektrisch materiaal - dat stroom kan genereren wanneer er een kleine hoeveelheid kracht op wordt uitgeoefend - om de noord-zuidoriëntatie van de deeltjes te regelen, evenals hun neiging om rond te draaien , die essentiële aspecten zijn van het activeren of deactiveren van een magnetisch veld.

De bevindingen kunnen mogelijk de manier veranderen waarop elektromagnetische apparaten in de toekomst worden ontworpen. Met verder onderzoek, het team zei, de ontdekking kan een aanzienlijke miniaturisering van apparatuur mogelijk maken, variërend van geheugenapparaten en antennes tot instrumenten die worden gebruikt om bloed te analyseren. De onderzoekers merkten op dat hoewel hun bevindingen een belangrijke wetenschappelijke stap vormen, praktische toepassingen van de ontdekking zijn waarschijnlijk nog jaren verwijderd.

Het onderzoek werd op 11 februari online gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Nano-letters (bit.ly/W8zhxd) en zal verschijnen in een komende gedrukte editie van het tijdschrift.