Сегнетоэлектрические полимеры — это материалы, способные спонтанно поляризоваться и менять свою полярность под воздействием электрического поля, что делает их идеальными для создания компактных и энергоэффективных электронных компонентов. Однако большинство таких материалов содержат фтор, который практически не разлагается в природе, накапливаясь в почве и воде. Новый полимер, созданный командой под руководством профессора Лэй Чжу из университета Кейс Вестерн Резерв (США), лишен этого недостатка, открывая путь к более устойчивым технологиям.
Одним из ключевых отличий нового материала от существующих аналогов является его уникальный механизм генерации электрических свойств. Традиционные сегнетоэлектрики требуют кристаллизации для фиксации полярности, что ограничивает их гибкость и усложняет производство. Разработанный полимер не нуждается в этом процессе, что делает его более универсальным и простым в использовании.
Благодаря своей гибкости и способности переключаться между состояниями поляризации, материал идеально подходит для носимых устройств, таких как умные часы, фитнес-трекеры и медицинские датчики. В отличие от керамических сегнетоэлектриков, которые хрупки и неудобны в использовании, полимер мягок и эластичен, что делает его совместимым с человеческим телом.
Еще одна перспективная область применения — датчики для ультразвуковой диагностики. Поскольку материал акустически совместим с биологическими тканями, его можно использовать в медицинских приборах для более точного и безопасного сканирования. Кроме того, технология может найти применение в очках дополненной и виртуальной реальности, где требуются легкие и гибкие электронные компоненты.
Одной из главных мотиваций для разработки нового полимера стала проблема «вечных химикатов» — соединений, которые не разлагаются в природе и накапливаются в окружающей среде. К ним относится, например, поливинилиденфторид, широко используемый в современной электронике.
Ранее специалисты двух российских университетов и одного НИИ создали гибкий композитный материал, способный преобразовывать магнитные поля в электрическое напряжение.