МОСКВА, 22 августаНовый гибкий материал для преобразования магнитного поля Земли в ток создали специалисты Национального исследовательского университета электронной техники (НИУ МИЭТ) в рамках международной научной группы. По мнению авторов, разработка может стать частью как компьютеров, так и интеллектуальных имплантатов. Результаты представлены в журнале Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
Магнитоэлектрики — это материалы, способные преобразовывать энергию магнитных полей в электричество (обратный эффект), а также вызывать намагничивание под воздействием электрического поля (прямой эффект), пояснили в Национальном исследовательском университете электронной техники (МИЭТ).
Как пояснили ученые, сегодня аналоги таких материалов используются повсеместно, например, в датчиках скорости, датчиках оборотов двигателя и других, которые есть в любом современном автомобиле. Ведутся разработки по созданию накопителей энергии на основе магнитоэлектрических материалов.
Наиболее изученные магнитоэлектрики, по мнению специалистов, имеют существенный недостаток: в их основе лежит хрупкая подложка, которую невозможно согнуть. Это свойство не позволяет использовать материалы для создания имплантов или гибких экранов телевизоров и смартфонов.
Ученые из Национального исследовательского университета электронной техники (НИУ МИЭТ) совместно с коллегами из Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, Беларуси и Китая разработали гибкий магнитоэлектрический композит (материал, состоящий из нескольких слоев). Он «перерабатывает» энергию магнитного поля Земли в электричество. Специалисты отметили, что полученное в материале напряжение (2,2 милливольта) достаточно для передачи информации в современных персональных компьютерах (2-2,5 милливольта).
«
"Эффективность преобразования магнитного поля в электрический ток выражается так называемым магнитоэлектрическим эффектом, в нашем материале она составляет 110 мВ/А. Это значение находится на уровне самых современных магнитоэлектрических композиционных материалов на керамической основе», — пояснил доцент Института перспективных материалов и технологий Национального исследовательского университета «МИЭТ» Максим Силибин.
Специалист добавил, что вместо хрупкой подложки ученые использовали поливинилиденфторид-трифторэтилен (ПВДФ-ТрФЭ). Этот полимер используется для создания материалов, устойчивых к механическим и химическим воздействиям. В частности, его используют при изготовлении гибких труб, защитных пленок и изоляции для кабелей, а также емкостей для кислот и щелочей.
«Недавние исследования показали, что PVDF-TrFE характеризуется высокими значениями пьезоэлектрического модуля, что позволяет использовать его в качестве эффективного пьезоэлектрического компонента магнитоэлектрического композита. Это означает, что при приложении механического давления этот материал приобретает электрическое напряжение», — пояснил специалист.
Кроме того, ПВДФ-ТрФЭ делает новый магнитоэлектрический композит биосовместимым, а значит, его можно использовать при производстве имплантатов, отметил ученый.
Сегодня научный коллектив оценивает перспективы сотрудничества с отечественными предприятиями здравоохранения и микроэлектроники для внедрения нового магнитоэлектрика в повседневную жизнь.
Исследование проводилось в рамках реализации государственной программы поддержки вузов «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и вузы».
Свежие комментарии