Un grupo de investigación del Instituto de Tecnología e Ingeniería de Materiales de Ningbo (NIMTE) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha propuesto un método de entrecruzamiento leve que imparte recuperación elástica a los materiales ferroeléctricos, para su aplicación a la electrónica portátil.
Los materiales ferroeléctricos son muy útiles para aplicaciones como almacenamiento y procesamiento de datos, detección, conversión de energía, optoelectrónica, etc., lo que los hace muy deseables en teléfonos móviles, tabletas y otros dispositivos electrónicos de uso diario.
Sin embargo, una vez que se alivia la tensión, los materiales ferroeléctricos convencionales exhiben una recuperación elástica deficiente, generalmente menos del 2%, por lo que tienden a ser frágiles (cerámicas ferroeléctricas) o plásticos (polímeros ferroeléctricos). Las propiedades ferroeléctricas de estos materiales se deben principalmente a sus regiones cristalinas, que carecen de elasticidad intrínseca.
Proceso de entrecruzamiento leve
Para resolver los problemas de la respuesta ferroeléctrica y la recuperación elástica, los investigadores desarrollaron un método preciso de entrecruzamiento leve. Mediante el uso de poli(fluoruro de vinilideno-trifluoroetileno) como material de matriz y diamina de óxido de polietileno de cadena larga blanda como reticulante, los investigadores establecieron una estructura de red en polímeros ferroeléctricos lineales.
Al controlar con precisión la densidad de entrecruzamiento al 1–2%, la película ferroeléctrica entrecruzada exhibió principalmente una estructura cristalina de fase β y se dispersó uniformemente en la red de polímero entrecruzado.
Bajo estrés, la estructura de la red puede distribuir uniformemente y soportar fuerzas externas, mitigando así el daño a las regiones cristalinas. Por lo tanto, estos ferroeléctricos recientemente desarrollados combinan elasticidad con una cristalinidad relativamente alta. Los resultados experimentales también mostraron que la película reticulada retuvo una respuesta ferroeléctrica estable y una recuperación elástica incluso bajo tensiones de hasta el 70%.
Los ferroeléctricos elásticos como estos, con una excelente resistencia a la fatiga mecánica y ferroeléctrica, tienen amplias perspectivas de aplicación en la electrónica portátil y en el cuidado de la salud inteligente.