Объём материала или изменение структуры под действием электротока

Объём материала или изменение структуры под действием электротока

Группой исследователей Лаборатории органической электроники Университета Линчёпинга обнаружен материал, увеличивающийся и уменьшающийся в объёме под воздействием слабого электрического импульса. Подобного рода материалы — твёрдые вещества и гели, меняющиеся в объёме под воздействием температуры или pH, уже обнаружены ранее. Такие материалы используются в блоках управления (к примеру, окна теплиц, которые автоматически открываются и закрываются в зависимости от температуры). Также применение отмечается в конструкциях роботов и ​​других электромеханических системах.

Поиски увенчались успехом

Длительные поиски исследователей, наконец, увенчались успехом: обнаружено искомое свойство — изменение материала от твёрдой формы до гелевого состояния под воздействием электрического сигнала. Сейчас задача состоит в определении возможностей обратимости фазового перехода в моменты управления. Цель состоит в том, чтобы иметь возможность контролировать объёмную составляющую электрическими средствами. Как выясняется, это процесс возможен для многих материалов, но пока что удавалось достичь не более чем удвоения объёма.

И вот, ученые Лаборатории органической электроники Норрчепинга нашли новый материал — проводящий полимер, способный увеличиваться в объёме более чем в 100 раз. Материал синтезировали при помощи исследователей Имперского колледжа Лондона. Когда новый материал помещали в электролит и подводили небольшое электрическое напряжение (+0,8 В), получали эффект расширения. Напротив, прикладывая отрицательное напряжение (-0,8 В), получали сжатие структуры до первоначального объёма.

Результат отметился более выраженным изменением объёма, чем удавалось достичь ранее не только в проводящих полимерах, но и в других, контролируемых электрическим сигналом. Экспериментально проводящий полимер в виде пленки толщиной в несколько микрометров размещали вокруг электропроводящего углеродного волокна. Под воздействием электрических импульсов величиной 0,5 — 0,8 вольт, наблюдалось изменение внутренней структуры с активным  поглощением влаги.

Умная губка или фильтр объёма

Процесс проходит до превращения твёрдой структуры в гель-образную массу, увеличенную в объёме 14 — 120 кратно от первоначального объёма. При многократном применении импульсов величиной +/- 0,5 вольт, материал расширяется примерно на 300%  (увеличение втрое от сжатого состояния). Изменение объёма является обратимым.

Эта своего рода «умная» губка или фильтр позволяют контролировать расширение электронным способом и таким образом изменять размер пор на 85%. Допустимо контролировать размер пор фильтра в электронном виде и потенциально активно контролировать размер частиц. То есть — свойства интеллектуального фильтра поддаются динамическому изменению.


При помощи информации: LIU