[ad_1]
(Noticias de Nanowerk) La presión mecánica aplicada con precisión puede mejorar las propiedades electrónicas de un material polimérico ampliamente utilizado. Para hacer esto, el material debe procesarse mecánicamente con una precisión de unos pocos nanómetros, escribe un equipo de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) en la revista especializada. Materiales electrónicos avanzados («Control de polarización mecánica a nanoescala en películas ferroeléctricas de PVDF-TrFE»).
En su nuevo estudio, los investigadores muestran cómo funciona este efecto físico previamente desconocido y cómo también podría usarse para nuevas tecnologías de almacenamiento. El equipo también logró esbozar el escudo de armas de la ciudad de Halle como un patrón eléctrico con una resolución espacial de 50 nanómetros en el material.
El fluoruro de polivinilideno (PVDF) es un polímero ampliamente utilizado industrialmente para la producción de sellos, membranas y películas de embalaje. Tiene muchas propiedades útiles, es estirable, biocompatible y relativamente económico de fabricar.
“PVDF es también un material ferroeléctrico. Eso significa que tiene cargas positivas y negativas que están separadas espacialmente, lo que puede usarse para la tecnología de almacenamiento», dice la profesora física Kathrin Dörr de MLU.
Sin embargo, existe una desventaja: el PVDF es un material semicristalino cuya estructura, a diferencia de los cristales, no está completamente ordenada.
«El material está tan desordenado que se pierden algunas propiedades que realmente quieres aprovechar», dice Dörr.
Su equipo descubrió accidentalmente que la microscopía de fuerza atómica puede detectar cierto orden eléctrico en el material. Con este método, una muestra de material generalmente se escanea con una punta que tiene solo unos pocos nanómetros de tamaño. A continuación, las vibraciones generadas se miden y evalúan con un láser.
«Esto nos permite analizar la estructura de la superficie del material a nivel nano», dice Dörr.
Los microscopios de fuerza atómica también se pueden usar para aplicar presión a la muestra de material con la ayuda de la punta diminuta. Los físicos de MLU descubrieron que esto también cambia las propiedades eléctricas del PVDF.
“La presión comprime elásticamente el material en el punto deseado sin desplazar las moléculas que lo componen”, explica Dörr.
La polarización eléctrica del material, es decir, su orientación eléctrica, gira en la dirección de la presión, por lo que la polarización puede controlarse y realinearse a nanoescala. Los dominios eléctricos resultantes son extremadamente estables y aún estaban intactos cuatro años después del experimento original.
El efecto descubierto por los investigadores de Halle se puede controlar con tanta precisión que pudieron usar las cargas eléctricas para dibujar una versión en tamaño nanométrico del escudo de armas de la ciudad, probablemente el más pequeño del mundo, en el material. El nuevo proceso podría ayudar a que materiales como el PVDF se utilicen en nuevas aplicaciones eléctricas y de almacenamiento.
[ad_2]