По словам ученых, повышенная чувствительность новых материалов к внешним воздействиям позволит создавать более точные датчики магнитного поля для автомобилей и более емкие конденсаторы для переносных аккумуляторов. Результаты представлены в Ceramics International.
Способность материала проводить ток определяется не только его химическим составом, но и расположением частиц в его структуре. Некоторые материалы при внешнем воздействии «упорядочиваются» и меняют свою способность проводить ток или накапливать заряд, рассказали специалисты Национального исследовательского университета «МИЭТ» (НИУ МИЭТ).
Подобные материалы, получившие название «электрокерамика», применяются не только в научных приборах, но и в датчиках автомобилей и самолетов, и в переносных накопителях энергии (пауэрбанках). Благодаря использованию электрокерамики пауэрбанк сам «осознает», когда заряд нужно отдавать, а когда – накапливать, пояснили ученые.
В то же время, по их словам, современные электрические конденсаторы имеют керамическую основу, что делает их хрупкими. Кроме того, их высокая электропроводность и малая поляризуемость понижают их способность сохранять заряд в течение долгого времени. С этим связан, например, постепенный износ аккумулятора в смартфоне.
Коллектив исследователей НИУ МИЭТ вместе с коллегами из Белоруссии, Китая, Пакистана и Вьетнама разработал новый тип материалов, которые за счет «лоскутности» своей структуры обеспечивают высокую емкость и долговечность конденсатора.
«Структура материалов нового типа предполагает сосуществование двух и более фаз («лоскутов») с разным типом электрического взаимодействия между ионами — это так называемые релаксоры. Сосуществование нескольких таких «лоскутов» позволяет создавать метастабильное структурное состояние, которое предполагает высокую чувствительность этих материалов к внешнему электромагнитному полю, температуре и механическому давлению. Это позволяет использовать такие материалы в различных электротехнических устройствах», — рассказал один из авторов работы, старший научный сотрудник Института перспективных материалов и технологий (ПМТ) МИЭТ Дмитрий Карпинский.
Использование новых материалов позволит создавать конденсаторы с высокой емкостью, датчики давления, ускорения, электромагнитного излучения, обладающие высокой чувствительностью в широком интервале температур. Ожидается, что использование таких материалов в различных электротехнических устройствах значительно улучшит их характеристики, например, позволит создавать чувствительные датчики положения и ускорения (акселерометры) для современных смартфонов и автомобилей.
Сообщение В МИЭТе создали новый тип «лоскутных» электрических материалов появились сначала на Время электроники.
