Naujas feroelektrinis polimeras pašalina būtinybę naudoti „amžinąsias chemines medžiagas“ nešiojamuosiuose įrenginiuose
Case Western Reserve universitete sukurtas polimeras apibūdinamas kaip alternatyva PVDF, kurio sudėtyje yra fluoro ir kuris paprastai naudojamas nešiojamojoje elektronikoje.
Case Western Reserve universiteto mokslininkai sukūrė feroelektrinį polimerą, kurio sudėtyje nėra fluoro – vadinamosios „amžinosios cheminės medžiagos“, kurios skilimas gamtoje gali užtrukti šimtmečius. Ši medžiaga gali tapti ekologiškesniu pakaitalu poli(vinilidenfluoridui) (PVDF), kuris paprastai naudojamas nešiojamuose elektroniniuose įrenginiuose, jutikliuose ir kitose elektros prietaisuose.
Ferroelektriškumas reiškia, kad tam tikros medžiagos pasižymi „savaimine poliarizacija“, kurią galima pakeisti priešinga kryptimi, veikiant elektros lauku – panašiai kaip įjungimo-išjungimo jungiklį. Ferroelektrinės medžiagos leidžia kurti mažesnius ir efektyvesnius elektroninius prietaisus, taip mažinant priklausomybę nuo tradicinių energijos šaltinių.
Polimeras su įjungimo/išjungimo jungikliu
Case Western universitete sukurtas ir jo naujienlaiškyje „The Daily“ aprašytas polimeras derina lankstumą, kuris yra būtinas nešiojamųjų prietaisų srityje, ir reguliuojamas elektronines savybes, kurias galima įjungti ir išjungti.
Nors mokslininkai vis dar dirba siekdami pagerinti medžiagos elektrines ir elastingumo savybes, jos lankstumas ir ekologiška struktūra suteikia milžinišką potencialą nešiojamųjų technologijų srityje, teigia Klyvlando (Ohajo valstija) „Case Western“ universiteto mokslininkai. (Šis universitetas neseniai buvo įvardytas leidinio „PlasticsToday“ kaip vienas iš geriausių JAV universitetų, siūlančių plastiko inžinerijos studijų programas.)
„Tai, kaip ši medžiaga generuoja savo elektrines savybes, taip pat yra iš esmės nauja“, – sakė pagrindinis tyrėjas Lei Zhu, makromolekulinės mokslo ir inžinerijos profesorius Kazo inžinerijos mokykloje. „Skirtingai nuo dabartinių feroelektrinių medžiagų, jai nereikia kristalizuotis, kad užfiksuotų poliškumą, suteikiantį jai elektrines savybes“, – jis sakė leidiniui „The Daily“.
Pritaikymas nešiojamųjų technologijų jutikliuose
Šis polimeras plačiai taikomas infraraudonųjų spindulių detektoriuose ir jutikliuose, naudojamuose nešiojamojoje elektronikoje, kur medžiagos turi būti minkštos, lanksčios ir elastingos, kad būtų suderinamos su žmogaus kūnu. Mokslininkų teigimu, tradicinės keraminės feroelektrinės medžiagos yra kietos ir trapios.
Feroelektriniai polimerai taip pat naudojami ultragarso diagnostikos prietaisų jutikliuose, nes jie akustiškai suderinami su biologiniais audiniais. Jie taip pat gali būti naudingi papildytos ir virtualios realybės akiniuose.
„Mes vis dar esame kūrimo etape – sintezuojame nedidelius kiekius ir tiriam jų savybes“, – sakė Zhu. „Tačiau esame susijaudinę dėl galimybės pakeisti aplinkai žalingus plastikus jutikliuose ir detektoriuose.“
Tyrimas, kuriame paaiškinamas šis atradimas, neseniai buvo paskelbtas žurnale „Science“. Naujoji medžiaga yra užregistruota patentui.