Китайские исследователи разработали высокоэластичный сегнетоэлектрический материал

Китайские исследователи разработали разновидность высокоэластичного ферроэлектрического материала, открывающего широкие перспективы для применения этого материала в интеллектуальных носимых устройствах, говорится в статье в журнале Science.

Исследователи из Нинбоского института технологии и инженерии материалов (NIMTE) Китайской академии наук (CAS), в том числе исследователь Ху Бенлинь и Ли Рунвэй, предложили метод «небольшого сшивания», который придает сегнетоэлектрическим материалам упругое восстановление.

Обычные сегнетоэлектрические материалы демонстрируют плохое упругое восстановление - обычно менее 2 процентов, поэтому они имеют тенденцию быть либо хрупкими (сегнетоэлектрическая керамика), либо пластичными (сегнетоэлектрические полимеры). По данным CAS, сегнетоэлектрические свойства этих материалов в основном связаны с их кристаллическими областями, которым не хватает внутренней эластичности.

Китайским исследователям удалось справиться с дилеммой и увеличить упругое восстановление материалов до 125 процентов, открыв новое академическое направление «упругое сегнетоэлектричество».

В пятницу в журнале Science было опубликовано исследование под названием «Истинно эластичный полимерный сегнетоэлектрик путем точного легкого сшивания».

Благодаря точному дизайну и контролю структуры материала был достигнут баланс между сегнетоэлектричеством и эластичностью сегнетоэлектрических материалов, при этом упругое восстановление материалов достигло 125 процентов, что означает, что после растяжения в два раза по сравнению с исходной длиной они Он может не только поддерживать первоначальное сегнетоэлектричество, но и первоначальное сегнетоэлектричество после воздействия внешней силы, сказал Ху, цитирует Центральное телевидение Китая.

Исследователи использовали небольшое количество мягких цепочечных полимеров, чтобы связать аморфные части обмотки вокруг сегнетоэлектрических кристаллов и объединить их друг с другом, чтобы сформировать эластичную структуру, подобную рыболовной сети. Когда действует внешняя сила, структура, которая соединяется с сегнетоэлектрическими кристаллами, может производить обратимую деформацию, чтобы поглотить внешнюю силу и избежать повреждения кристаллической части от внешней силы.

Сегнетоэлектрические материалы представляют собой многофункциональные материалы, незаменимые в некоторых конкретных приложениях. Их можно использовать в конденсаторах большой емкости, но они имеют низкую плотность энергии. По словам Ху, в преобразователях, таких как гидролокаторы, пьезоэлектрические сопла и ультразвуковые изображения, должна использоваться ферроэлектрическая керамика.

Сегнетоэлектрические материалы также могут применяться для хранения и обработки данных, датчиков и преобразования энергии, нелинейной оптики и оптоэлектронных устройств. Они используются в компьютерной памяти, высокоточных двигателях, сверхчувствительных датчиках и гидролокаторах, а также являются незаменимым материалом в электронных устройствах, таких как мобильные телефоны и планшеты.

По сообщениям СМИ, датчики, изготовленные из эластичных ферроэлектрических материалов, «совместимы», имеют более высокую точность измерений, лучший комфорт при ношении и открывают широкие возможности для воображения в области интеллектуального здравоохранения и интеллектуальных носимых устройств.

Глобал Таймс