Ett internationellt team av forskare har hittat ett sätt att förbättra elektrostriktion i ett oxidmaterial genom att atomisera gränssnitten mellan de lager som det är gjort av. I deras artikel publicerad i tidskriften Nature , visar gruppen att elektrostriktion i oxider kan förbättras genom användning av artificiella gränssnitt. David Egger från Technical University of München har publicerat en News &Views-artikel i samma tidskriftsnummer som beskriver gruppens arbete med denna nya insats.

Tidigare forskning har visat att applicering av ett elektriskt fält på ett material ibland kan resultera i önskade modifieringar av materialets form - ett fenomen som kallas elektrostriktion. Den har använts med stor effekt för att skapa motorer och ställdon. Formellt beskrivs det som processen att generera spänning i ett material genom applicering av ett elektriskt fält. Tyvärr involverar de flesta sådana applikationer användning av bly, som är giftigt, så forskare har letat efter andra material.

En sådan lovande möjlighet är användningen av skräddarsydda oxider, även om skräddarsyttningen ännu inte har utarbetats. I denna nya satsning rapporterar forskarna ett stort steg mot det målet. De fann att ett material som tillverkats genom att skikta olika oxider på särskilda sätt kan förbättra graden av elektrostriktion som blir resultatet.

Arbetet gick ut på att applicera extremt tunna (nanometerskala) lager av olika typer av oxidfilmer ovanpå varandra för att skapa ett material. De upprepade processen, varierade tjockleken och antalet lager, varje gång mätte dess elektrostriktionskoefficient, och kunde göra gradvisa förbättringar. De kunde skapa ett material som hade en elektrostriktionskoefficient som var 1 500 gånger den för andra oxider.

De rapporterar att tjockleken på skikten var den mest kritiska faktorn. Att göra dem tunnare, fann de, ledde till atomära processer mellan två lager som kopplar samman elektriska och mekaniska effekter. Forskarna fann också att tillförsel av belastning till materialen hade en uttalad inverkan på elektriska dipoler inom dem, vilket gjorde dem starkare och lättare att orientera. + Utforska vidare

Forskare utvecklar hållbart material för flexibla konstgjorda muskler

© 2022 Science X Network