Гибкий пьезоэлектрик — вещество, в котором при сжатии или растяжении появляется заряд электрического тока — разработал коллектив ученых из Германии и России с участием Максима Силибина, доцента Института перспективных материалов и технологий МИЭТ. Результат исследования опубликован в журнале Scientific Reports издательской группы Nature.

«Полученный материал создан на основе керамики и органических полимеров и обладает абсолютно новыми качественными характеристиками и хорошими перспективами применения в промышленности», — сообщает университет. «Он может быть широко использован в микро- и наноэлектронике в качестве элементов сенсорики. Материал будет востребован и при создании инновационных зарядных устройств, акустических систем и других систем», — добавляет Максим Силибин.

Среди авторов совместной научной работы также Дмитрий Киселёв (МИСиС), ученые Тверского госуниверситета и университета Дуйсбурга-Эссена (Германия). Максим Силибин и Дмитрий Киселёв уже получили в 2016 году премии Правительства Москвы за разработки в этом направлении и рассказывали о них.

«Одним из самых популярных пьезоэлектриков стал цирконат-титанат свинца, — поясняют в МИСиС. — Однако у него есть несколько недостатков — он тяжелый и негибкий. Кроме того, любое производство, связанное со свинцом, наносит большой вред экологии. Поэтому ученые постоянно ищут новые материалы с пониженным содержанием свинца, а также обладающие меньшим весом и большей гибкостью. В частности, создание максимально гибких пьезоэлектриков (при сохранении этого ключевого свойства) сильно бы расширило возможности пьезоэлектрических материалов и как акустических мембран, и как датчиков давления».

Теперь такой материал создан и свойства его проанализированы: для этого наночастицы, состоящие из титаната-цикроната бария-свинца, пришлось поместить в комплексный полимер, состоящий из винилидендифторида и трифторэтилена. Варьируя состав компонентов, ученые смогли получить самый оптимальный композит, который по свойствам превосходит самые лучшие на сегодняшний день пьезоэлектрики, как утверждают в МИСиС.

«Сегодня пьезоэлектрики используются в компьютерных клавиатурах, в микрофонах, принтерах, для создания датчиков в промышленности. Новый материал позволит сделать сенсорные панели еще чувствительнее», — пишут «Известия». «Ученым действительно удалось совершить маленькую революцию в своей области», — констатирует эксперт издания.

Эксперименты проводили на атомно-силовом микроскопе немецкого Университета Дуйсбурга-Эссена. Проект реализуется с 2016 года при поддержке Российского научного фонда («Получение, стабильность и физические свойства композитных П(ВДФ-ТрФЭ)-графеновых тонких пленок, волокон, мембран и покрытий»). Грант рассчитан на три года. Общая сумма финансирования — до 18 млн рублей.