本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。
磁性材料在現代社會中無處不在，幾乎存在於我們每天使用的所有設備中，尤其是智慧型手機/手錶、平板電腦、桌上型電腦等個人電子產品，都依靠磁性材料來存儲信息。現代設備中的信息是以1和0的長鏈存儲的，是作為計算機語言的二進位數字系統。
目前，在電子產品中改變磁鐵的方向（本質上是寫入或改寫數據）一直依賴於使用電流，與給家裡的插座供電和給手機充電所需的電流相同。這就存在一個問題：當你將電流通過材料時，材料會發熱。這種熱量是一種能量的形式，會流失到環境中，基本上是浪費了。存儲越來越多數據的需求每年都在增加，並且需要創造越來越小的設備，這就成倍地惡化了這種加熱效應，導致巨大的能量損失。因此，現在很多人希望開發新的節能材料和技術來解決這個問題。
解決此問題的一種可能的方法是使用磁性材料，該材料可以依靠電壓來重新定向磁性材料（在一個稱為壓控磁性的研究領域中進行了研究），使用電壓代替電流來顯著降低改變磁性方向所需的能量。當然還有其他方法，但該領域一個很有前途和流行的研究分支是探索磁離子學，即利用電壓將非磁性原子移入和移出磁性材料，從而改變其磁性能。
最近，巴塞隆納自治大學（UAB）和喬治敦大學等多個研究機構進行了合作研究，研究成果發表在《Nature Communications》雜誌上，研究發現利用電壓可以在含氮金屬中開關磁性（即產生或消除這種材料的所有磁性特徵）。一個簡單的類比是，我們只需將磁鐵連接到電池上，並施加一定的電壓極性，就能夠產生或完全消除磁鐵對冰箱門等的吸引強度。在這個項目中，鈷氮化物本身被證明是無磁性的，但當氮氣被電壓去除後，它就會形成富鈷結構，而富鈷結構具有磁性（反之亦然）。這個過程被證明是可重複和持久的，這表明這種系統是一種很有前途的手段，可以用可循環的方式寫入和存儲數據。有趣的是，它所需的能量較少，而且比使用氧等其他非磁性原子的系統速度更快，從而提高了可能的能源節約。
論文標題為《Voltage-driven motion of nitrogen ions: a new paradigm for magneto-ionics》。