Вчені використовують сегнетоелектричні матеріали для створення футуристичного двигуна
Згідно з прес-релізом, опублікованим у понеділок, дослідник матеріалів Університету Райса Борис Якобсон і його команда натрапили на властивість сегнетоелектричних 2D-матеріалів , якими можна керувати, щоб діяти як нанорозмірний перемикач або навіть двигун.
Одношарові або двовимірні матеріали мають фізичні, електричні, хімічні та оптичні властивості, що робить їх корисними в різних сферах застосування: від споживчої електроніки до медичних і промислових технологій.
«2D-матеріали дуже тонкі та дуже гнучкі», — сказав Якобсон. «В одношарових сегнетоелектриках це викликає несподіваний спонтанний, активний згин».
«Новинка, яку ми виявили в цьому дослідженні, полягає в тому, що між сегнетоелектричним станом і вигином або згинанням матеріалу існує зв’язок або зв’язок. Ця робота поєднує відкриття або передбачення фундаментальної властивості класу 2D-матеріалів із кутом практичного застосування».
Сегнетоелектрики можуть похвалитися іонами, які розділяються на основі їх електричного заряду.
«Цікаво те, що атоми не є ідентичними», — пояснює Цзюнь-Цзе Чжан, науковий співробітник Райса та провідний автор дослідження. «Деякі з них більші, а деякі менші, тому симетрія шару порушена».
Вигин у сегнетоелектричному стані
Поляризація призводить до асиметричного розподілу атомів або іонів, що додатково спричиняє згинання поверхні матеріалу в сегнетоелектричному стані.
«Тож замість того, щоб залишатися плоским, у сегнетоелектричному стані матеріал буде згинатися», — сказав Якобсон. «Якщо ви перемикаєте поляризацію — а ви можете перемикати її, прикладаючи електричну напругу — ви можете контролювати напрямок, у якому вона буде згинатися. Така керована поведінка означає, що у вас є виконавчий механізм.
«Актуатор — це будь-який пристрій, який перетворює сигнал — у багатьох випадках електричний сигнал, але це може бути інший тип сигналу — у механічне переміщення або, іншими словами, рух або роботу».
Дослідження враховували 2D фосфід індію.
«Цю нову властивість або поведінку при згинанні потрібно перевірити в лабораторії на наявність конкретних речовин», — сказав Якобсон. «Його, швидше за все, використовуватимуть як тип перемикача. Така поведінка дуже швидка, дуже чутлива, що означає, що за допомогою дуже крихітного локального сигналу ви, можливо, можете ввімкнути турбіну чи електричний двигун або керувати дзеркалами телескопів з адаптивною оптикою. Це, в основному, суть цих приводів».
«Коли ви керуєте автомобілем, у вас є багато ручок і перемикачів, і це робить усе дуже легким. Вам більше не потрібно відкривати вікно автомобіля, ви можете просто увімкнути вимикач», – йдеться в заяві вченого .
