Электрогенератор обрел гибкость

Разработан эластичный композит с пьезоэлектрическими свойствами
05.02.2018
Мария Чеботарева

Группа ученых из России и ФРГ создала гибкий композит, вырабатывающий электричество. Сегодня пьезоэлектрики используются в компьютерных клавиатурах, микрофонах, принтерах, для создания датчиков в промышленности. Новый материал позволит сделать сенсорные панели еще чувствительнее.

Пьезоэлектрики - материалы, из которых можно буквально выдавить электричество: заряд появляется в них при сжатии или растяжении. Однако подобные материалы, используемые в современной электронике (от датчиков давления, чувствительных элементов микрофона до контроллеров впрыска чернил в струйных принтерах), например цирконат-титанат свинца, - тяжелые и очень негибкие. Вдобавок любое производство, связанное со свинцом, наносит большой вред экологии. Поэтому ученые постоянно ищут новые пьезоэлектрики с пониженным содержанием свинца, а также с меньшим весом и большей гибкостью.

Международной группе ученых из Университета Дуйсбурга-Эссена (Германия), НИТУ МИСиС, Томского госуниверситета и МИЭТ удалось создать гибкий пьезоэлектрик и проанализировать его свойства. Как рассказал участник исследования, старший научный сотрудник центра "Материаловедение и металлургия" НИТУ МИСиС Дмитрий Киселев, это композитный материал на основе керамики и органических полимеров.

- Такие вещества имеют ряд преимуществ по сравнению с чистой керамикой: малая плотность, возможность изготовления деталей любого размера и формы, механическая эластичность, стабильность электрофизических свойств, простота и относительно низкая стоимость получения, - пояснил "Известиям" Дмитрий Киселев.

Новый композит отлично показал себя при высоких давлениях. Это открывает ему перспективы применения в производстве датчиков давления для атомной энергетики, нефтяной и газовой промышленности. Материал будет востребован и при создании инновационных зарядных устройств, акустических систем и др.

Ученые также предполагают, что новый материал будет дешев. Поэтому им, к примеру, можно будет покрывать днища кораблей. Он защитит металл от коррозии в морской воде (за счет полимерной составляющей). А его пьезоэлектрические свойства не дадут морским обитателям прикрепляться к днищу - удар током заставит их отплыть от корпуса. Это увеличит срок его службы.

- Разработан абсолютно новый материал с уникальными свойствами, обладающий повышенной пьезоактивностью. У него очень широкий спектр применения. Коммерчески он востребован, так как его производство недорого, - рассказал "Известиям" соавтор работы, доцент Института перспективных материалов и технологий МИЭТ Максим Силибин.

По мнению зампреда Южного научного центра РАН, эксперта в области новых материалов Валерия Калинчу-ка, ученым действительно удалось совершить маленькую революцию в своей области.

- Это настоящий прорыв. Разница между старым материалом и новым примерно такая: представьте, что вы едете на природу и хотите взять с собой телевизор. Сейчас вам придется как-то его тащить. А так вы взяли его, свернули в трубочку и пошли, - объяснил Валерий Калинчук.

Проект стартовал в 2016 году при поддержке Российского научного фонда (РНФ), его грант рассчитан на три года. Общая сумма финансирования - до 18 млн рублей. Экспериментальная часть работы выполнена на атомно-силовом микроскопе в Дуйсбурге. Результаты работы на днях опубликованы в журнале Scientific Reports.

Источник: iz

Читайте другие наши материалы