Tills nyligen, "flexibel ferroelektrisk" kunde ha betraktats som samma typ av oxymoronfras. Dock, tack vare en ny upptäckt av US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory i samarbete med forskare vid Northwestern University, forskare har varit banbrytande för en ny klass av material med avancerade funktioner som förflyttar idén från ironi till verklighet.

Ferroelektriker är en användbar typ av material som finns i kondensatorer som används i sensorer, samt datorminne och RFID -kort. Deras speciella egenskaper härrör från det faktum att de innehåller laddade områden polariserade i en specifik orientering, som kan styras med ett externt elektriskt fält. Men de har också haft en stor nackdel när ingenjörer försöker använda dem i nya uppfinningar.

"Ferroelektriska material är kända för att vara ganska spröda, och så har det alltid varit en stor utmaning att göra dem mekaniskt flexibla, "sade Argonne nanovetenskapliga Seungbum Hong, som hjälpte till att leda forskningen. "Eftersom ferroelektricitet och denna typ av flexibilitet är relativt sällsynta egenskaper att se på egen hand, Att ha både ferroelektricitet och flexibilitet i detta nya material är i princip oöverträffat. "

Tidigare generationer av ferroelektriska material var främst keramiska, Hong sa, vilket gjorde dem ganska spröda. I det nya materialet, kristallplanen på atomnivå tenderar att glida förbi varandra, bidrar till materialets formbarhet.

En fördel med flexibel ferroelektricitet kommer från det faktum att alla ferroelektriska material också är piezoelektriska, vilket innebär att de kan omvandla en applicerad mekanisk kraft till en elektrisk signal, eller tvärtom; till exempel, när du slår en tändare för att skapa en gnista. Att ha mer flexibel ferroelektricitet kan möjliggöra ett större svar från en mindre ingång.

Med flexibel ferroelektrisk, forskare och ingenjörer kan ha möjlighet att anpassa dessa material för en mängd nya och förbättrade användningsområden, inklusive precisionsmanövreringsorgan för atomkraftsmikroskopi, ultraljudsavbildningssensorer och sändare för medicinska tillämpningar och till och med sensorer för vissa fordonsapplikationer.

För datalagring, påverkan kan bli ännu större. "Det finns en mycket stor informationstäthet med ferroelektrisk lagring, "Sade Hong." Detta kan göra en stor skillnad när vi tänker på kommande generationer av datamolnet. "

En artikel baserad på forskningen, "Flexibla ferroelektriska organiska kristaller, "publicerades online i Naturkommunikation i oktober. En av de ledande nordvästra författarna till studien, Sir Fraser Stoddart, fick Nobelpriset i kemi 2016 för sitt arbete med molekylära maskiner.