Источник: DALL-E
Это исследование открывает новые горизонты для технологий благодаря материалу, известному как релаксорный сегнетоэлектрик. Этот уникальный материал, состоящий из сложной комбинации свинца, магния, ниобия и титана, обладает особыми свойствами, которые позволяют использовать его в различных сферах, таких как компьютерные системы, лазеры для научных приборов и сверхточные датчики.
Ранее исследователи сосредоточивались на количестве изменений свойств материалов в нано- и микромасштабах, пренебрегая мезоскопическим масштабом. Совместная работа учёных из различных лабораторий позволила выявить мезомасштабные особенности релаксорного сегнетоэлектрика под воздействием электрического поля. Диполи внутри материала, сгруппированные в нано-масштабные домены, реагируют на электрическое поле, изменяя форму материала.
Используя когерентную рентгеновскую нанодифракцию, исследователи смогли визуализировать эти структуры. Это достижение открывает перспективы для создания более миниатюрных электромеханических устройств, что может привести к новым подходам в энергоэффективной микроэлектронике.
Эти открытия позволят значительно расширить область применения релаксорных сегнетоэлектриков, особенно в сферах, где необходима высокая чувствительность и точность. Например, в медицине этот материал может быть использован для создания сверхточных сенсоров, которые смогут реагировать на малейшие изменения в физиологических параметрах, обеспечивая более эффективное мониторирование здоровья пациентов.
Кроме того, перспективы использования релаксорных сегнетоэлектриков в робототехнике и автоматизации также являются многообещающими. Способность изменять форму под воздействием электрических полей открывает новые возможности для разработки мягких роботов, которые смогут адаптироваться к окружению и выполнять сложные задачи, взаимодействуя с предметами без риска их повреждения.
В автомобилестроении такие материалы могут быть применены в системах активной подвески, улучшая управление и комфорт, а также в датчиках для автоматизированных систем вождения. Энергетическая эффективность, которую обеспечивают новые технологии, может стать ключевым фактором в борьбе за устойчивое развитие и снижение углеродного следа современных технологий.
Одним из ключевых направлений применения релаксорных сегнетоэлектриков является интеграция их в носимые устройства, что открывает новые горизонты для мониторинга здоровья. С использованием этих материалов можно создать легкие и компактные датчики, которые смогут непрерывно отслеживать различные физиологические параметры, такие как температура тела или уровень кислорода в крови, предоставляя пользователям и медицинским специалистам ценную информацию в режиме реального времени.