Med förbättrade egenskaper som större hållfasthet, lättare vikt, ökad elektrisk ledningsförmåga och kemisk reaktivitet, nanomaterial (NM) används i stor utsträckning inom områden som IKT, energi och medicin. Till exempel, nanorör, nanorods och nanotrådar med olika storlek, struktur och kemisk sammansättning har framgångsrikt syntetiserats för olika tillämpningar inom mekanisk, elektromekanisk, elektriska och optoelektroniska apparater.

Definierat som material med minst en yttre dimension mellan 1 nm och 100 nm, eller med interna strukturer som mäter 100 nm eller mindre, NM spelar en avgörande roll i nästa generations mobiltelefoner, datorchip, batterier, autonoma enheter och robotik. Därför, Det är viktigt att veta vilken uppsättning strukturella och elektriska egenskaper för sådana material som ger bäst prestanda för en viss applikation. Forskare och ingenjörer fokuserar alltmer på att utveckla NM som är mycket energieffektiva. Men, ju mindre NM blir, desto svårare blir det för dem att hantera värmen som genereras under behandlingen av information.

Det EU-finansierade ENGIMA-projektet har tagit itu med dessa frågor. Det inrättades för att utforska "struktur-egenskapsrelationerna i de utarbetade nanostrukturerade multifunktionella materialen, "som anges på projektets webbplats." Det [ENGIMA] fokuserar på hur man effektivt kan omfördela el i småskalor, utnyttja nanoteknologiska genombrott som öppnar upp för nya möjligheter och tillämpningar som ansågs omöjliga för bara några år sedan, " enligt en artikel om Europeiska kommissionen hemsida.

Som anges i artikeln, forskare som var involverade i projektet "utvecklade en permanent statisk "negativ kondensator, ' en enhet som ansågs omöjlig tills för ungefär ett decennium sedan. Tidigare föreslagna konstruktioner för negativa kondensatorer arbetade med en tillfällig, transient basis men den ENGIMA-utvecklade negativa kondensatorn är den första som fungerar som en reversibel enhet i stationärt tillstånd." Kapacitans hänvisar till ett mått på mängden elektrisk potentiell energi som lagras eller separeras för en given elektrisk potential.

Samma artikel tillägger:"Det föreslagna tillvägagångssättet utnyttjar egenskaperna hos ferroelektriska material, som har spontan polarisering som kan vändas av ett externt elektriskt fält. Att öka laddningen på den positiva kondensatorn ökar spänningen. Det omvända inträffar med den negativa kondensatorn - dess spänning sjunker när laddningen ökar." Kombinationen av de två kondensatorerna "gör det möjligt för elektricitet att distribueras till områden i kretsen som kräver högre spänning medan hela kretsen arbetar med en lägre spänning." en avgörande utveckling eftersom den hjälper till att ta itu med överhettningsproblem som påverkar prestanda för konventionella datorkretsar. "Utifrån denna forskning, vi utvecklar en praktisk plattform för att implementera enheter med ultralåg effekt för informationsbehandling, " säger ENGIMAs ledande forskare Igor Lukyanchuk.

Att öka prestanda för processorer innebär att smartphones och olika andra elektroniska system blir mer energieffektiva. Planerad att avslutas i slutet av 2021, projektet ENGIMA (Engineering of Nanostructures with Giant Magneto-Piezoelectric and Multicaloric Functionalities) kommer också att hjälpa forskare att designa nya nanostrukturer för framtida solcellsmaterial. "Resultaten från ENGIMA lovar att öppna stora nya möjligheter och möjligheter för högteknologiska industrier, särskilt när det gäller att ta itu med nuvarande energiförbrukning och skördefrågor, med tillämpningar inom många områden, "står det i EU -kommissionens artikel.