Новый материал предназначен для использования в носимой электронике и может стать основой компактных и энергоэффективных устройств. Его разработали специалисты Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта совместно с коллегами из МГУ имени М.В. Ломоносова и Института элементоорганических соединений имени А.Н. Несмеянова РАН.
В основе композита лежит силиконовый эластомер — мягкий полимер, который сочетается с пленкой из поливинилиденфторида, способной генерировать электрическое напряжение при деформации. В структуру материала были добавлены наночастицы феррита кобальта, при этом часть ионов кобальта заменили на цинк или никель. Такая модификация позволила оптимизировать магнитные свойства: цинк снизил сопротивление размагничиванию, а никель повысил чувствительность к слабым магнитным полям.
Эксперименты показали, что композит с ионами цинка наиболее эффективно преобразует магнитные поля в электричество. Его производительность оказалась в три раза выше, чем у аналога с чистым ферритом кобальта, и сопоставима с некоторыми пьезоэлектрическими генераторами, которые применяются в беспроводных датчиках.
"Мы показали, что даже небольшие изменения в составе наночастиц могут значительно усилить магнитоэлектрический эффект. Это особенно важно для создания компактных и легких устройств, например, элементов питания для носимой электроники", — отметила директор научно-образовательного центра "Умные материалы и биомедицинские приложения" БФУ Валерия Родионова.
По мнению ученых, новые материалы могут стать основой энергоэффективных технологий, собирающих энергию из окружающих электромагнитных полей. В дальнейшем команда планирует изготовить прототип устройства, который будет отличаться прочностью, легкостью и низкой стоимостью.
Исследование было выполнено при поддержке Минобрнауки России, его результаты опубликованы в журнале Polymers.
Ранее сообщалось, что российские ученые разрабатывают наногенераторы для преобразования в электричество энергии звуковых колебаний – шума или голоса.
