Forskere ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) har oppdaget noen svært spennende egenskaper ved magnetismen i norsk gneis.

Gjennom flere års grunnleggende forskning på mineralers magnetiske egenskaper i nanoskala, har McEnroes gruppe ved NGU utviklet dette videre til dagens resultat, som nylig ble publisert i Nature Nanotechnology og Nature Physics.

Nå vil NGU i samarbeid med Universitetet i Oslo (UiO) sette i gang forsøk for å lage et kunstig materiale med de samme magnetiske egenskapene som norsk gneis.

- Det blir et viktig skritt på veien mot å gjøre vår grunnforskning tilgjengelig og interessant for industribedrifter og kommersielle interesser, påpeker McEnroe.

Størst noensinne

De nye oppdagelsene omhandler såkalt exchange bias, en magnetisk egenskap som dannes på flaten mellom nanoskala lameller.

Denne egenskapen har viktige teknologiske anvendelser, og har derfor lenge interessert fysikere, ingeniører og forskere innen materialvitenskap.

McEnroes gruppe har identifisert den største exchange bias noensinne oppdaget i naturlig eller syntetisk materiale i norske mineraler.

Ved å studere de magnetiske egenskapene i disse mineralene, ønsker forskerne å utvikle en oppskrift for å produsere dette spesielle materialet syntetisk.

Beste i verden

Så langt er det ikke funnet noe annet materiale i verden der nanomagnetismen holder seg like godt i forhold til mekanisk påvirkning, stråling og ikke minst tid.

Det siste kan man vite, blant annet ved å studere de magnetiske egenskapene til mineralene i steinen. Nord peker fremdeles mot det området der den magnetiske nordpolen lå for flere titalls millioner år siden, da bergarten ble dannet.

- Vi har løst hemmeligheten om hvorfor denne magnetismen er så robust. Neste skritt blir å utvikle et materiale i laboratoriet med de samme egenskapene. Dette arbeidet er professor Helmer Fjellvåg og hans gruppe ved Universitetet i Oslo i ferd med å sette i gang.

Haster

Hvis dette arbeidet munner ut med et vellykket og verifisert resultat, har vi grunnlaget for et nytt og svært spennende industriprosjekt. Her kan norsk industri komme først i køen, om de kjenner sin besøkelsestid, understreker McEnroe.

På spørsmål om hvor lang tid det vil ta, peker McEnroe på at det er mest et spørsmål om penger.

- Vi er sikre på at vi kommer fram til resultater. Jo flere ressurser vi kan legge i det, jo raskere kommer vi fram til målet. Selv om norske forskningsmiljøer er først ute og fremst i verden med dette, er det allerede kommet konkurrenter på banen, sier hun.

Videreutvikling

McEnroe samarbeider nå med National Institute of Standards and Technology (NIST) og i UiO om den videre utviklingen av prosjektet.

Hun og NGU har dessuten hatt solide, internasjonale støttespillere i fagmiljøene ved amerikanske Institute for Rock Magnetism ved universitetet i Minnesota, britiske Department of Earth Sciences ved universitetet i Cambridge, tyske Bayerisches Geoinstitut ved universitetet i Bayreuth og Max Planck Institute for Metals Research.

Referanser:

S. A. McEnroe, B. Carter-Stiglitz, R. J. Harrison, P. Robinson, K. Fabian & C. McCammon, Magnetic exchange bias of more than 1 Tesla in a natural mineral intergrowth, Nature Nanotechnology, publisert online 16. september 2007.

McEnroes gruppe har tidligere publisert en rapport om mineralers nanoskala magnetiske egenskaper i Nature i 2002 (Robinson et al. 2002).

Lenker:

Sammendrag av artikkelen Magnetic exchange bias of more than 1 Tesla in a natural mineral intergrowth

Prosjektet er presentert i NANOMATs nyhetsbrev nr 2: Nanoteknologi og nye materialer