Ученые БФУ разработали уникальный полимерный материал для магнитных датчиков

Материал на основе поливинилиденфторида способен продлить срок службы устройств и снизить их стоимость

Руль в автомобиле, педали газа и тормоза, умные часы и другие современные устройства содержат чувствительные датчики, которые преобразуют внешнее магнитное воздействие в электричество. Такие датчики традиционно делают из металлов и других магнитных материалов (например, ферритов) и керамики, что ограничивает срок службы «чувствительной» части устройств и делает их дороже.

Материал с революционными свойствами для электроники, энергетики и медицины получили в БФУ имени Канта. Датчики из полимерной пленки на основе поливинилиденфторида (ПВДФ) со «встроенными» наночастицами соединений железа могут конкурировать с металлокерамическими аналогами, так как являются гибкими, биосовместимыми и более дешевыми в изготовлении. Результаты исследования представлены в Physics of Metals and Metallography.

Исследователи университета определили, что при медленной сушке на воздухе полимерные пленки для магнитных датчиков становятся в полтора раза более чувствительными к магнитному полю, нежели чем при быстрой высокотемпературной обработке. Более «мягкая» техника изготовления таких элементов может сделать более экономически выгодным не только производство деталей для существующих приборов, но и изготовление носимой электроники, например, пульсоксиметров или умных часов. Несмотря на более длительную сушку, для нее не требуется дополнительная электроэнергия.

Артём Игнатов, научный сотрудник лаборатории нано- и микромагнетизма БФУ:
В работе основным показателем служит магнитоэлектрический коэффициент α₃₃. Он показывает, насколько эффективно материал преобразует магнитное воздействие в электрический сигнал. Для лучшего образца этот коэффициент составил 35 мВ/(см·Э) (милливольт на сантиметр и Эрстед), тогда как у образца, высушенного при высокой температуре, он был 20 мВ/(см·Э).

Специалист пояснил, что высокотемпературная быстрая сушка вызывает «слипание» магнитных наночастиц, как при выпекании булочек слишком близко друг к другу. Из-за образования таких агрегатов у материала снижается восприимчивость к магнитному воздействию. Сама идея — управлять свойствами материала через условия технологической обработки — может быть использована в научных и инженерных центрах для создания абсолютно разных по назначению устройств.

Работа выполнена при поддержке программы «Приоритет-2030» в БФУ имени И. Канта.

Ранее портал ПОЛИ&ПРО сообщал о новой технологии, разработанной российскими учеными для мониторинга состояния морской среды.

Ria.ru
Фото: Валерия Колесникова/БФУ