Группа ученых ведет разработку технологий массового получения совершенных аморфных магнитных материалов на основе железа и кобальта для микродатчиков магнитного поля для навигации в отсутствии GPS и в медицине.
Исследователи уже получили первые образцы уникального материала, который может применяться для датчиков измерения магнитного поля с рекордной чувствительностью, миниатюрным размером и расширенными функциональными возможностями. Стоимость таких датчиков будет намного ниже современных аналогов.
На базе МИСиС, учеными под руководством Аркадия Жукова, профессора испанского университета Басков, были проведены исследования особенностей формирования магнитных свойств и усовершенствованы технологии, позволяющие обнаружить дефекты исходных материалов, исследовать их природу, наметить пути снижения дефектности микропровода или уменьшить их влияние на магнитные свойства.
Исследователям удалось изобрести прибор, состоящий из тонкого магнитного микропровода, заключенного в стеклянную оболочку, диаметр которого составляет примерно 25 микрометров (тоньше чем человеческий волос). Этот уникальный магнитный материал может применяться в разработках различных датчиков на его основе с рекордной чувствительностью и новыми функциональными возможностями. Так электросопротивление в переменном токе магнито-мягкого микропровода изменяется в 500-1000 раз при приложении слабого магнитного поля.
Такой датчик может определить величину и направление магнитного поля в любой точке пространства. В частности, он может при отсутствии сигнала заменить GPS, позволяя ориентироваться в пространстве по магнитному полю Земли. При этом магнитное поле измеряется по изменению электрического сопротивления в переменном токе при высокой частоте. Физическая природа эффекта связана со скин-эффектом магнитного проводника: когда через образец пропускается высокочастотный ток, который концентрируется на поверхности образца, глубина проникновения тока зависит не только от частоты тока, но и от магнитной проницаемости образца.
В мире уже известны несколько изобретений на основе этого метода. Так Испании уже запатентованы прототипы магнитных меток для магазинов на основе такого материала. Суть в том, что на все продуктах есть этикетка, в которую вместо штрихкода встроен магнитный код – несколько проводов с разными свойствами позволяют проводить идентификацию объектов, в частности, считывать покупки в супермаркете с тележки, не обременяя стоянием в очередях.
