يصبح البوليمر الكهروضوئي مرنًا - عالم الفيزياء

على الرغم من أن البوليمرات عادة ما تكون مرنة، إلا أن المواد الكهروضوئية القائمة على البوليمر تميل إلى أن تكون صلبة. ومع ذلك، فإن إضافة كمية صغيرة من المواد المتشابكة يمكن أن يغير ذلك، ويقول الباحثون في معهد نينغبو الصيني لتكنولوجيا وهندسة المواد (NIMTE) إن "الكهرباء الحديدية المرنة" الجديدة لديهم مرونة ومرونة كافية للاستخدام في الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء والأجهزة الطبية القابلة للزرع.

الطاقة الكهربائية الحديدية هي قدرة المادة على تغيير خواصها الكهربائية استجابةً للمجال الكهربائي المطبق. لقد تم اكتشافه منذ ما يزيد قليلاً عن قرن من الزمان في بعض البلورات التي تحدث بشكل طبيعي ويتم استغلاله الآن في مجموعة واسعة من التقنيات، بما في ذلك تخزين المعلومات الرقمية والاستشعار والإلكترونيات الضوئية والحوسبة العصبية.

يمكن تصنيع المواد الكهروضوئية التقليدية إما من السيراميك أو البوليمرات، ولكن حتى المواد الكهروضوئية القائمة على البوليمر ليست مرنة للغاية. وذلك لاحتوائها على مناطق بلورية صلبة.

شبكة البوليمر المتشابكة

الباحثون بقيادة تشغيل وي لي لقد قمنا الآن بحل هذه المشكلة عن طريق إضافة مادة كيميائية متقاطعة، وهي أكسيد البولي إيثيلين الناعم طويل السلسلة، إلى بوليمر متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف (فينيليدين فلوريد ثلاثي فلورو إيثيلين).

يوضح عضو فريق الدراسة أن "الربط المتشابك هو وسيلة عامة لمنح المرونة للبوليمرات البلاستيكية التي يتراوح نطاق كثافة الارتباط المتشابك فيها بين 1 و10% (أي من وحدة إلى عشر وحدات متكررة متشابكة في كل مائة وحدة متكررة في سلاسل البوليمر)". بن لين هو.

ومع ذلك، عند الطرف الأعلى من هذا النطاق، يضيف هو أن بلورة الخليط تنخفض بشكل كبير، مما يضعف استجابة المادة الكهروضوئية. وبالتالي فإن كثافة التشابك اللازمة لصنع متعلقات عازلة كهربائية مرنة أقل بكثير، مما دفع الباحثين إلى تسميتها "التشابك الطفيف".

عندما نيمتي حدد الباحثون كثافة الرابط المتشابك إلى 1-2٪ فقط، ووجدوا أن البنية البلورية لمرحلة بيتا كانت منتشرة بشكل موحد في شبكة البوليمر المتشابك. يقول الباحثون إن شبكة البوليمر المتشابكة الجديدة هذه يمكنها توزيع القوى الخارجية وتحملها بالتساوي، مما يخفف الضرر الذي يلحق بالمناطق البلورية ويخلق مادة متعلق بالعازل الكهربائي الشفاف جديدة تجمع بين المرونة والبلورة العالية نسبيًا. في الواقع، يحتفظ الفيلم المتشابك بقوته الكهروضوئية حتى في ظل ضغوط تصل إلى 70% بفضل مرونته المحسنة.

تصبح المواد المضادة للكهرباء الرقيقة كهرمائية حديدية

ويقول هو إن من الممكن استخدام الكهروضوئية المرنة الجديدة في الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء أو المزروعة، مثل أجهزة الاستشعار والرعاية الصحية الذكية، وكذلك في تخزين المعلومات ونقل الطاقة. تتمتع المواد الكهروضوئية المرنة أيضًا ببعض الخصائص الغريبة التي قد تكون مفيدة للهياكل مثل اللدائن ذات ثابت عازل عملاق (> 1000)، وصمامات الدوران ذات تأثير اقتران كهرومغناطيسي كبير، والمكثفات العازلة التي لها كثافات طاقة مساوية لبطاريات أيونات الليثيوم، ولكن مع أوقات الشحن والتفريغ في حدود ميكروثانية فقط.

يقول الباحثون إنهم يخططون الآن لتحسين خصائص المواد الكهروضوئية المرنة وسيركزون بشكل أساسي على المواد ذات الثوابت العازلة والكهرضغطية العالية. يقول هو: "يمكن استخدامها في تخزين الطاقة ونقلها واستشعار المعلومات والذاكرة". عالم الفيزياء.

هم بالتفصيل عملهم الحالي في علوم.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون السيارات / المركبات الكهربائية ، كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• تشارت بريم. ارفع مستوى لعبة التداول الخاصة بك مع ChartPrime. الوصول هنا.
• BlockOffsets. تحديث ملكية الأوفست البيئية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/ferroelectric-polymer-goes-elastic/