Un grupo de investigación dirigido por el profesor Li Runwei en el Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha propuesto un método de "ligera reticulación" que imparte recuperación elástica a los materiales ferroeléctricos. El estudio fue publicado en Science .
Los materiales ferroeléctricos son muy útiles para aplicaciones como almacenamiento y procesamiento de datos, detección, conversión de energía y optoelectrónica, etc., lo que los hace muy deseables en teléfonos móviles, tabletas y otros dispositivos electrónicos de uso diario.
Sin embargo, una vez que se alivia la tensión, los materiales ferroeléctricos convencionales exhiben una recuperación elástica deficiente, generalmente menos del 2%, por lo que tienden a ser frágiles (cerámicas ferroeléctricas) o plásticas (polímeros ferroeléctricos).
Las propiedades ferroeléctricas de estos materiales se deben principalmente a sus regiones cristalinas, que carecen de elasticidad intrínseca.
Para resolver el dilema de la respuesta ferroeléctrica y la recuperación elástica, los investigadores desarrollaron un método preciso de "ligera reticulación".
Utilizando poli(fluoruro de vinilideno-trifluoroetileno) como material de matriz y óxido de polietileno diamina de cadena larga y suave como reticulante, los investigadores establecieron una estructura de red en polímeros ferroeléctricos lineales.
Al controlar con precisión la densidad de reticulación entre 1 y 2 %, la película ferroeléctrica reticulada exhibió principalmente una estructura cristalina de fase β y se dispersó uniformemente en la red de polímero reticulado.
Bajo tensión, la estructura de la red puede distribuir y soportar fuerzas externas de manera uniforme, mitigando así el daño a las regiones cristalinas. Por tanto, estos ferroeléctricos recientemente desarrollados combinan elasticidad con una cristalinidad relativamente alta. Los resultados experimentales también mostraron que la película reticulada conservaba una respuesta ferroeléctrica estable y una recuperación elástica incluso bajo tensiones de hasta el 70 %.
"Basándose en su estudio", afirmó el profesor Xiong Rengen, un experto de renombre internacional en materiales ferroeléctricos, "Gao et al. han establecido una nueva dirección de investigación:los ferroeléctricos elásticos".
Los ferroeléctricos elásticos como estos, con una excelente resistencia a la fatiga mecánica y ferroeléctrica, tienen amplias perspectivas de aplicación en electrónica portátil y atención médica inteligente.
Más información: Liang Gao et al, Polímero ferroeléctrico intrínsecamente elástico mediante una ligera reticulación costosa, Ciencia (2023). DOI:10.1126/science.adh2509. www.science.org/doi/10.1126/science.adh2509
Información de la revista: Ciencia
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
