Группа международных исследователей, включая специалистов из Национального исследовательского университета "МИЭТ" (НИУ МИЭТ), разработала инновационный гибкий материал, способный преобразовывать магнитное поле Земли в электрический ток. Эта разработка, описанная в Journal of Magnetism and Magnetic Materials, может найти применение в различных областях - от компьютерных технологий до медицинских имплантов.
Новый материал относится к классу магнитоэлектриков - веществ, обладающих способностью преобразовывать энергию магнитных полей в электричество и наоборот. Подобные материалы уже широко используются в современной технике, например, в автомобильных датчиках скорости и частоты оборотов двигателя. Однако существующие аналоги имеют существенный недостаток - они основаны на хрупкой подложке, не поддающейся изгибу, что ограничивает их применение в ряде областей.
Ученые НИУ МИЭТ в сотрудничестве с коллегами из Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого, а также исследователями из Белоруссии и Китая, создали гибкий магнитоэлектрический композит, способный преобразовывать энергию магнитного поля Земли в электричество. Важно отметить, что генерируемое материалом напряжение (2,2 мВ) достаточно для передачи информации в современных персональных компьютерах.
Максим Силибин, доцент Института перспективных материалов и технологий НИУ МИЭТ, подчеркнул, что эффективность преобразования магнитного поля в электрический ток в новом материале составляет 110 мВ/А, что соответствует уровню самых современных магнитоэлектрических композитных материалов на керамической основе.
Ключевым элементом новой разработки стало использование поливинилиденфторид-трифторэтилена (ПВДФ-ТрФЭ) вместо традиционной хрупкой подложки. Этот полимер широко применяется для создания материалов, устойчивых к механическим и химическим воздействиям, и используется в производстве гибких труб, защитных пленок, изоляции для кабелей и контейнеров для агрессивных веществ.
ПВДФ-ТрФЭ обладает высокими значениями пьезомодуля, что позволяет использовать его как эффективную пьезоэлектрическую компоненту магнитоэлектрического композита. Это означает, что при приложении механического давления материал генерирует электрическое напряжение.
Важным преимуществом нового композита является его биосовместимость, обусловленная применением ПВДФ-ТрФЭ. Это открывает перспективы использования материала в производстве медицинских имплантов.
В настоящее время исследовательская группа оценивает возможности сотрудничества с отечественными предприятиями здравоохранения и микроэлектроники для внедрения нового магнитоэлектрика в практическое применение.
