Исследователи из Университета Твенте и нескольких других учреждений разработали "флексоэлектрический" наноматериал. Материал изменяет форму при приложении электрического напряжения и наоборот производит электричество при изменении формы. В статье, опубликованной в научном журнале Nature Nanotechnology, исследователи также показывают, что чем тоньше материал, тем сильнее проявляется этот флексоэлектрический эффект. Можно использовать материал для зарядки кардиостимулятора внутри человеческого тела или, например, сделать высокочувствительные датчики.

Пьезоэлектрические материалы широко используются в электронных устройствах. Это кристаллические вещества, которые могут преобразовать электрическую энергию в деформацию и наоборот. Недостатком этих материалов является то, что часть из них содержит свинец - который вреден для окружающей среды и здоровья - и то что пьезоэлектрический эффект снижается при уменьшении толщины материала.

С 1960-х годов физики спорят о существовании флексоэлектрического эффекта. Теперь исследователям из Университета Твенте совместно с несколькими другими институтами удалось разработать флексоэлектрическую наносистему толщиной всего 70 нанометров. Оказывается, что даже несмотря на то, что флексоэлектрический эффект очень слабый, чем тоньше материал, тем сильнее становится эффект.

Исследователи считают, что на основе такого материала можно будет создать флексоэлектрический материал толщиной всего в несколько атомных слоев. Это открытие может иметь много интересных применений. Например, датчики, которые могут обнаружить одну молекулу. Молекула оседает на вибрирующий датчик, что делает его тяжелее, замедляя вибрацию. Снижение частоты легко измерить с помощью флексоэлектрического эффекта. Флексоэлектрические материалы могут также быть полезны в таких приложениях как кардиостимуляторы.

Источник: Umesh Kumar Bhaskar, Nirupam Banerjee, Amir Abdollahi, Zhe Wang, Darrell G. Schlom, Guus Rijnders, Gustau Catalan. A flexoelectric microelectromechanical system on silicon. Nature Nanotechnology , 2015; DOI: 10.1038/nnano.2015.260

 

Энергетика и промышленность России - информационный портал           Научный журнал “Видеонаука          Наука и технологии России − STRF.ru

Другие партнёры сайта