Ruski znanstvenici razvili su novi materijal za fleksibilnu elektroniku

Ruski znanstvenici razvili su fleksibilni kompozitni materijal koji obećava revolucionarne promjene u razvoju nosive elektronike. Novi materijal tri puta učinkovitije pretvara magnetska polja u električnu energiju u usporedbi s dosadašnjim rješenjima, izvijestilo je rusko Ministarstvo obrazovanja i znanosti.

Autor: Darko Brlečić

Energetski učinkoviti materijali za budućnost

U modernoj elektronici velika je potražnja za materijalima koji mogu učinkovito pretvarati jedan oblik energije u drugi primjerice magnetsku u električnu. Multiferoici, materijali koji istovremeno posjeduju magnetska i električna svojstva, već se koriste u senzorima, uređajima za pohranu podataka i sustavima za prikupljanje energije.

Za razliku od klasičnih materijala koji rade isključivo na električnu struju, multiferoici reagiraju i na magnetska i na električna polja, čime omogućuju razvoj kompaktnijih i energetski učinkovitijih uređaja. No, većina takvih materijala je krhka i tvrda, što ograničava njihovu primjenu u fleksibilnoj elektronici.

Nova tehnologija iz Rusije

Kako bi riješili taj izazov, znanstvenici s Baltičkog federalnog sveučilišta Immanuel Kant, Moskovskog državnog sveučilišta M.V. Lomonosov te Instituta za organoelementne spojeve A.N. Nesmejanov Ruske akademije znanosti razvili su elastični magnetoelektrični kompozit.

Novi materijal temelji se na silikonskom elastomeru mekanom i savitljivom polimeru u kombinaciji s filmom poliviniliden fluorida, koji generira električni napon pri deformaciji. U ovu strukturu dodane su nanočestice kobaltnog ferita, pri čemu su neki ioni kobalta zamijenjeni cinkom ili niklom radi podešavanja magnetskih svojstava.

Izvrsni rezultati eksperimenta

Eksperimentalni rezultati pokazali su da kompozit s dodatkom cinkovih iona postiže najveću učinkovitost u pretvaranju magnetskih polja u električni napon. Njegova učinkovitost bila je čak tri puta veća od materijala s čistim kobaltnim feritom, a usporediva je s nekim piezoelektričnim generatorima koji se koriste u bežičnim senzorima.

„Pokazali smo da čak i male promjene u sastavu nanočestica mogu značajno pojačati magnetoelektrični efekt. To je ključno za razvoj laganih i kompaktnih izvora energije za nosivu elektroniku“, izjavila je dr. Valerija Rodionova, direktorica Znanstveno-obrazovnog centra za pametne materijale i biomedicinske primjene pri Sveučilištu BFU.

Primjena i budućnost tehnologije

Prema mišljenju stručnjaka, ovaj materijal mogao bi postati temelj za energetski učinkovite tehnologije koje prikupljaju energiju iz elektromagnetskih polja u okolini. Znanstvenici planiraju izradu prototipa uređaja koji bi se isticao čvrstoćom, fleksibilnošću i niskom cijenom.

Istraživanje je provedeno uz podršku ruskog Ministarstva obrazovanja i znanosti, a rezultati su objavljeni u znanstvenom časopisu Polymers.