Tot voor kort, "flexibele ferro-elektriciteit" had kunnen worden gezien als hetzelfde type oxymoronische uitdrukking. Echter, dankzij een nieuwe ontdekking door het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE) in samenwerking met onderzoekers van de Northwestern University, wetenschappers hebben een nieuwe klasse materialen ontwikkeld met geavanceerde functionaliteiten die het idee van het rijk van de ironie naar de realiteit brengen.

Ferro-elektriciteit is een nuttig type materiaal dat wordt aangetroffen in condensatoren die worden gebruikt in sensoren, evenals computergeheugen en RFID-kaarten. Hun speciale eigenschappen komen voort uit het feit dat ze geladen gebieden bevatten die gepolariseerd zijn in een specifieke oriëntatie, die kan worden bestuurd met een extern elektrisch veld. Maar ze hebben ook een groot nadeel gehad, omdat ingenieurs ze proberen te gebruiken in nieuwe uitvindingen.

"Ferro-elektrische materialen staan ​​bekend als vrij bros, en dus is het altijd een grote uitdaging geweest om ze mechanisch flexibel te maken, " zei Argonne nanowetenschapper Seungbum Hong, die hielpen bij het leiden van het onderzoek. "Omdat ferro-elektriciteit en dit soort flexibiliteit relatief zeldzame eigenschappen zijn om op zichzelf te zien, om zowel ferro-elektriciteit als flexibiliteit te hebben in dit nieuwe materiaal is in principe ongekend."

Vorige generaties ferro-elektrische materialen waren voornamelijk keramiek, Hong zei, waardoor ze behoorlijk broos waren. In het nieuwe materiaal de kristalvlakken op atomair niveau hebben de neiging langs elkaar heen te glippen, toe te voegen aan de taaiheid van het materiaal.

Een voordeel van flexibele ferro-elektriciteit komt van het feit dat alle ferro-elektrische materialen ook piëzo-elektrisch zijn, wat betekent dat ze een uitgeoefende mechanische kracht kunnen omzetten in een elektrisch signaal, of vice versa; bijvoorbeeld, wanneer je een aansteker aanraakt om een ​​vonk te genereren. Het hebben van meer flexibele ferro-elektriciteit zou een grotere respons van een kleinere input mogelijk maken.

Met flexibele ferro-elektriciteit, wetenschappers en ingenieurs kunnen de kans krijgen om deze materialen aan te passen voor tal van nieuwe en verbeterde toepassingen, inclusief precisie-actuatoren voor atomaire krachtmicroscopie, ultrasone beeldsensoren en emitters voor medische toepassingen en zelfs sensoren voor sommige automobieltoepassingen.

Voor gegevensopslag, de impact kan nog groter zijn. "Er is een zeer groot potentieel voor informatiedichtheid met ferro-elektrische opslag, " Hong zei. "Dit kan een groot verschil maken als we nadenken over toekomstige generaties van de datacloud."

Een artikel op basis van het onderzoek, "Flexibele ferro-elektrische organische kristallen, " werd online gepubliceerd in Natuurcommunicatie in oktober. Een van de leidende Noordwest-auteurs van de studie, Mijnheer Fraser Stoddart, ontving in 2016 de Nobelprijs voor de Scheikunde voor zijn werk aan moleculaire machines.