Российские ученые создали гибкий композит для носимой электроники с высокой эффективностью преобразования магнитных полей

Российские ученые разработали гибкий композит, который обладает высоким потенциалом для применения в новых устройствах носимой электроники. Этот материал преобразует магнитные поля в электричество с тройной эффективностью по сравнению с аналогичными решениями. Об этом сообщает пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

В современных технологиях существует высокая потребность в материалах, способных эффективно преобразовывать разные виды энергии, такие как магнитная и электрическая. Например, мультиферроики, которые соединяют в себе магнитные и электрические свойства, находят применение в датчиках, системах хранения информации и в устройствах, собирающих энергию.

В отличие от традиционных электронных материалов, которые работают только на основе электричества, мультиферроики могут одновременно реагировать на magnetic и электрические поля, что дает возможность создания более компактных и энергоэффективных решений.

Тем не менее, большинство мультиферроиков имеют жесткую и хрупкую структуру, что ограничивает их использование в гибкой электронике. Ученые стремятся создать эластичные аналоги, которые сохраняли бы высокую эффективность преобразования энергии, как указано в сообщении Минобрнауки.

Исследователи Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта совместно с коллегами из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН разработали магнитоэлектрический композит, обладающий эластичными свойствами, на основе полимеров и наночастиц феррита кобальта.

Материал был создан на основе силиконового эластомера, который сочетался с пленкой из поливинилиденфторида, способной генерировать электрическое напряжение при механических деформациях, таких как сгибание. В состав были введены наночастицы феррита кобальта, где часть ионов кобальта была заменена на цинк или никель, что позволило настроить магнитные характеристики композита. Цинк снизил уровень размагничивания, а никель улучшил чувствительность к слабым магнитным полям.

Экспериментальные исследования показали, что вариант с ионами цинка наиболее эффективно преобразует магнитные поля в электрическое напряжение. Согласно данным Минобрнауки, его эффективность оказалась в три раза выше, чем у аналога на основе чистого феррита кобальта, и сопоставима с некоторыми пьезоэлектрическими генераторами, используемыми в беспроводных датчиках.

Ученые полагают, что подобные материалы могут в будущем стать основой для энергоэффективных технологий, которые будут собирать энергию из окружающих электромагнитных полей.

В дальнейшем планируется создание прототипа нового устройства, которое будет отличаться легкостью, прочностью и доступной стоимостью.

Исследование было выполнено при поддержке Минобрнауки России, а результаты опубликованы в журнале Polymers.