Новости » Новости на сегодня » Напечатанные на принтере наноструктуры могут проводить электрический ток

Напечатанные на принтере наноструктуры могут проводить электрический ток

Российские ученые создали чернила для струйных принтеров, состоящие из органических молекул. С их помощью можно будет «печатать» вещества, способные вырабатывать электрический ток под действием механических нагрузок, например, создавать «умные» покрытия, реагирующие на деформации, или «умные» ткани, способные менять характеристики. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ). Результаты работы опубликованы в журнале ACS Applied Materials & Interfaces, кратко о них рассказывает пресс-релиз фонда.

Авторы работы предложили использовать органические молекулы для создания пьезоэлектриков. Это материалы, которые могут либо под действием деформации индуцировать электрический заряд на своей поверхности (прямой пьезоэффект), либо под влиянием внешнего электрического поля деформироваться (обратный пьезоэффект). Традиционно в качестве пьезоэлектриков используют пьезокерамику и монокристаллы. Ранее один из соавторов этой работы, профессор Андрей Холкин из Университета Авейро (Португалия), с коллегами показал, что кристаллы некоторых фаз аминокислот обладают гигантскими пьезоэлектрическими свойствами. Оказалось, что они способны генерировать пьезоэлектричество, то есть вырабатывать электрический ток под действием механических нагрузок. Такие свойства используют, чтобы преобразовать колебания в электрические сигналы, и наоборот, и применяют для создания датчиков ускорений, давлений, мощных излучателей ультразвука и ударных волн и даже в качестве ячеек памяти в счетно-вычислительной технике.

Органические молекулы показали результаты гораздо лучше, чем используемые сейчас пьезоэлектрики из керамики, но эти результаты относились лишь к единичным микро- и нанообъектам. Группа исследователей из Университета ИТМО (Санкт-Петербург), имея опыт струйной печати оптических наноструктур, решила создать более крупные объекты, взяв за основу дифенилаланин - вещество из класса пептидов (остатков аминокислот).

Для решения задачи ученые использовали струйную печать, применив метод растворной химии с контролируемым осаждением. Они создали специальный состав чернил на основе дефинилаланина для печати пьезоэлектрических массивов на обычных промышленных принтерах. Для диагностики свойств полученных массивов биомолекул ученые использовали атомно-силовой микроскоп, адаптированный для определения пьезоэлектрических эффектов. Ключевой задачей была настройка вязкости и текучести чернил, позволяющих построить стабильные во времени структуры. При этом нужно было сохранить анизотропию расположения кристаллов - различие физических свойств вещества в зависимости от их направления в напечатанном объекте.

Ученые обнаружили новую кристаллическую фазу дефинилаланина. Она состоит из лентоподобных кристаллических объектов и не уступает по характеристикам наиболее активным пьезоэлектрическим веществам, известным на данный момент.

«Помимо уже известных фаз, которые представляют собой гексагональные – с сечением в виде равностороннего шестиугольника – нанотрубки дефинилаланина, нам удалось обнаружить новую фазу, которая обладает не менее удачными свойствами по генерации пьезоэлектричества. Образованию этой фазы поспособствовали химические компоненты, которые мы ввели в качестве модификаторов в состав чернил для струйной печати», - пояснил директор Химико-биологического кластера Университета ИТМО, кандидат химических наук Александр Виноградов.

Пьезоэлектрические структуры, напечатанные новым способом, можно использовать для получения электричества посредством механических нагрузок: например, создавать «умные» покрытия, реагирующие на деформации, или «умные» ткани, способные менять характеристики. С помощью таких массивов можно получать и хранить информацию, разрабатывать на их основе различные микродевайсы. Проведенную серию экспериментов можно считать предпромышленной, потому что она была отработана на оборудовании, аналогичном используемому на производстве. Ученые утверждают: чтобы запустить печать аналогичных объектов в промышленность, потребуются лишь незначительные доработки параметров настройки оборудования.


Добавлено: 27 мар 2018 в 11:49, Журналист, сотрудник ИА "NewsTes"

Загрузка...
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:

Популярное на сегодня
еще новости

Под Луцком покончил с собой сын известной экс-нардепа Екатерины Ващук

Под Луцком покончил с собой сын известной экс-нардепа Екатерины Ващук

20 фев 21:00Украина
В городе Берестечко Волынской области обнаружили повешенным 53-летнего сына бывшего народного депутата от «Партии регионов» Екатерины Ващук. В конце января в Киеве возле церкви далее..
"Совсем не потребовалось". Силуанов вспомнил о дне отставки кабмина

"Совсем не потребовалось". Силуанов вспомнил о дне отставки кабмина

20 фев 20:14Политика
Бывший первый вице-премьер Антон Силуанов, ныне занимающий пост министра финансов, в эфире РБК рассказал, что узнал об отставке правительства во время ее объявления."Пятнадцатого далее..
Шнуров – в политике: Поклонская написала стих, а Собчак пожелала удачи

Шнуров – в политике: Поклонская написала стих, а Собчак пожелала удачи

20 фев 19:35Политика
Известие о том, что музыкант Сергей Шнуров стал членом отделения "Партии Роста" в Санкт-Петербурге взбудоражило многих его коллег по цеху и политиков.В частности, зампред комитета далее..
В “Укрзалізниці” оправдались за ситуацию с упавшей на пассажирку полкой: в сети волна возмущения

В “Укрзалізниці” оправдались за ситуацию с упавшей на пассажирку полкой: в сети волна возмущения

20 фев 19:14Украина
В «Укрзалізниці» попытались со своей стороны объяснить ЧП, которое произошло в поезде Киев — Бердянск, где на 60-летнюю женщину упала верхняя полка с пассажиром. По версии далее..
Старшей Рапунцель приходится выбирать между двумя дочерьми

Старшей Рапунцель приходится выбирать между двумя дочерьми

20 фев 18:14Шоу-бизнес
Татьяна Владимировна вместе со своими дочерьми ругаются уже несколько недель. На поверхности лежат упреки Ольги в том, что она всегда для мамы значила меньше, чем Алена, в далее..
Медицинские услуги в ОРДО стали платными, но не для оккупантов

Медицинские услуги в ОРДО стали платными, но не для оккупантов

20 фев 23:35Украина
Медицинское обслуживание в ОРДО почти стопроцентно станет платным. Постановление об этом оккупационные власти подписали 19 февраля 2020 года. Об этом сообщают «офицальные» паблики далее..



Лента новостей
Россияне назвали машину своей мечты

Клишас: Конституция - не памятник эпохе, а документ прямого действия

ТРЦ «Хорошо!» – лучшее место для покупок и семейного досуга

Новый ярус геохронологической шкалы назван в честь префектуры в Японии

Юля Белая легко простила Жене Ромашову побои

СМИ: Diamond Princess возобновит круизы после санобработки

Фразу Путина «бабки-то где?» превратили в мем

ЦПВС опроверг сообщения о движении одного миллиона беженцев из Идлиба

Один из основателей Pink Floyd выступит в России

Путин ответил на вопрос о сериале «Слуга народа» с Зеленским

Трофейный Т-90 снова отправили в бой против сирийской армии

Женский гороскоп на неделю с 24 февраля по 1 марта 2020 года

Отчет правительства и правки в закон о рынке земли: онлайн-трансляция заседания парламента

В Киеве придумали как реализовать идею Зеленского о выборах в Крыму

Минобороны решило купить служебный автомобиль за 30 миллионов рублей

Мы вас там не оставим: Зеленский позвонил девушке, которую оставили в Китае из-за собаки (видео)

Маршал Хафтар назвал условия для прекращения огня в Ливии

Финальная распродажа: Россия избавилась от госдолга США

Универсальность Конституции имеет предел, считает Хабриева

Собчак сравнила Шнурова в политике с лошадью

Андрей Черкасов угрозами уберег Оганесянов от развода

Руины храма XII века до нашей эры найдены в Израиле