Atomisk konstruerede grænseflader forbedrer elektrostriktion i et oxidmateriale

Et internationalt team af forskere har fundet en måde at forbedre elektrostriktion i et oxidmateriale ved at atomisere grænsefladerne mellem de lag, det er lavet af. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nature , viser gruppen, at elektrostriktion i oxider kan forbedres ved brug af kunstige grænseflader. David Egger fra det tekniske universitet i München, har udgivet et nyheder og synspunkter i samme tidsskriftsudgave, der beskriver gruppens arbejde med denne nye indsats.

Tidligere forskning har vist, at påføring af et elektrisk felt på et materiale nogle gange kan resultere i ønskede modifikationer af materialets form - et fænomen kendt som elektrostriktion. Det er blevet brugt med stor effekt til at skabe motorer og aktuatorer. Formelt beskrives det som processen med at generere belastning i et materiale gennem påføring af et elektrisk felt. Desværre involverer de fleste sådanne applikationer brugen af ​​bly, som er giftigt, så forskere har ledt efter andre materialer.

En sådan lovende mulighed involverer brugen af ​​skræddersyede oxider, selvom skræddersyet endnu ikke er udarbejdet. I denne nye indsats rapporterer forskerne om et stort skridt mod det mål. De fandt ud af, at et materiale fremstillet ved at lægge forskellige oxider i lag på særlige måder kan forbedre graden af ​​elektrostriktion, der resulterer.

Arbejdet involverede at påføre ekstremt tynde (nanometerskala) lag af forskellige slags oxidfilm oven på hinanden for at skabe et materiale. De gentog processen, varierede tykkelsen og antallet af lag, hver gang de målte dens elektrostriktionskoefficient og var i stand til at foretage gradvise forbedringer. De var i stand til at skabe et materiale, der havde en elektrostriktionskoefficient, der var 1.500 gange større end andre oxider.

De rapporterer, at tykkelsen af ​​lagene var den mest kritiske faktor. At gøre dem tyndere, fandt de, førte til atomare processer mellem to lag, der kobler elektriske og mekaniske effekter. Forskerne fandt også ud af, at tilføjelse af belastning til materialerne havde en udtalt indflydelse på elektriske dipoler i dem, hvilket gjorde dem stærkere og lettere at orientere. + Udforsk yderligere

Forskere udvikler holdbart materiale til fleksible kunstige muskler

© 2022 Science X Network