Een internationaal team van onderzoekers heeft een manier gevonden om de elektrostrictie in een oxidemateriaal te verbeteren door de grensvlakken van de lagen waaruit het is gemaakt atomair te manipuleren. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Nature , laat de groep zien dat elektrostrictie in oxiden kan worden verbeterd door het gebruik van kunstmatige interfaces. David Egger van de Technische Universiteit van München heeft een artikel in News &Views gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin het werk van de groep aan deze nieuwe inspanning wordt geschetst.

Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat het aanbrengen van een elektrisch veld op een materiaal soms kan leiden tot gewenste wijzigingen in de vorm van het materiaal - een fenomeen dat bekend staat als elektrostrictie. Het is met groot effect gebruikt bij het maken van motoren en actuatoren. Formeel wordt het beschreven als het proces van het genereren van spanning in een materiaal door het aanleggen van een elektrisch veld. Helaas wordt bij de meeste van dergelijke toepassingen lood gebruikt, dat giftig is, dus zijn onderzoekers op zoek gegaan naar andere materialen.

Een van die veelbelovende mogelijkheden is het gebruik van op maat gemaakte oxiden, hoewel het maatwerk nog niet is uitgewerkt. In deze nieuwe poging rapporteren de onderzoekers een grote stap in de richting van dat doel. Ze ontdekten dat een materiaal dat is gemaakt door verschillende oxiden op een bepaalde manier in lagen aan te brengen, de resulterende mate van elektrostrictie kan verbeteren.

Het werk omvatte het aanbrengen van extreem dunne (nanometerschaal) lagen van verschillende soorten oxidefilms, de een op de ander, om een ​​materiaal te creëren. Ze herhaalden het proces, varieerden de dikte en het aantal lagen, waarbij ze telkens de elektrostrictiecoëfficiënt meten, en waren in staat om geleidelijke verbeteringen aan te brengen. Ze waren in staat een materiaal te maken met een elektrostrictiecoëfficiënt die 1500 keer zo hoog was als die van andere oxiden.

Ze melden dat de dikte van de lagen de meest kritische factor was. Door ze dunner te maken, ontdekten ze, leidde dit tot atomaire processen tussen twee lagen die elektrische en mechanische effecten koppelen. De onderzoekers ontdekten ook dat het toevoegen van spanning aan de materialen een uitgesproken effect had op de elektrische dipolen erin, waardoor ze sterker en gemakkelijker te oriënteren waren. + Verder verkennen

Wetenschappers ontwikkelen duurzaam materiaal voor flexibele kunstspieren

© 2022 Science X Network