Невидимые роботы и не требующие питания тачскрины могут стать реальностью
Способ получения прозрачного пьезоэлектрического материала с увеличенным в 50 раз пьезоэлектрическим коэффициентом разработала группа китайских ученых из университетов Цзяотуна (Jiaotong University) в Сиане и Харбина, в сотрудничестве с коллегами из университета Пенсильвании, о чем сообщается в статье, опубликованной 15 января в Nature.
Пьезоэлектрические материалы используются давно и широко: они дают искру в зажигалках или кухонных газовых плитах, они используются в датчиках давления, медицинской диагностической аппаратуре (в фотоакустических детекторах), они же используются в тачскринах и для сверхточного позиционирования в зондовых микроскопах (с точностью до пикометра) или в других устройствах, где необходимо перемещение с высокой точностью. Существуют также генераторы звука на основе пьезокристаллов и т. д.
Технологическая проблема, которую надо было решить, заключалась в том, что либо пьезоэлектрик был непрозрачен, но имел сравнительно большой пьезоэлектрический коэффициент, либо об почти идеально прозрачен, но тогда пьезоэлектрический коэффициент был в разы меньше. А чтобы увеличить чувствительность фотоакустических детекторов необходимы прозрачные материалы с большим пьезоэлектрическим коэффициентом.
Китайским ученым под руководством Фей Ли совместно с коллегами из Пенсильвании удалось добиться прорыва, используя магнониобат свинца — титанат свинца Pb (Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT). Этот материал, изначально являющийся поликристаллом, подвергли воздействию переменного электрического поля по заранее рассчитанному алгоритму и получили практически идеально прозрачный кристалл, обладающий в 50 раз большим пьезоэлектрическим коэффициентом, чем любой другой материал с такой же прозрачностью.
Авторы в статье пишут, что их материал позволяет добиться прорыва в разработке высокоточных фотоакустические детекторов для медицинской диагностики, в разработке тачскринов, которые сами для себя будут генерировать и накапливать энергию, а также для невидимых (по причине прозрачности) микророботов.
Напомним, пьезоэлектрические материалы — это такие материалы, которые при механической деформации индуцируют заряд на своей поверхности либо деформируются под действием внешнего электрического поля.
