В БФУ создали гибкий и дешевый материал для магнитных датчиков

МОСКВА, 28 апр — РИА Новости. Материал с революционными свойствами для электроники, энергетики и медицины получили в БФУ имени Канта. По сообщению авторов, датчики из полимерной пленки со "встроенными" наночастицами соединений железа могут конкурировать с металлокерамическими аналогами, так как являются гибкими, биосовместимыми и более дешевыми в изготовлении. Результаты представлены в Physics of Metals and Metallography.

Руль в автомобиле, педали газа и тормоза, умные часы, следящие за пульсом и передвижением, а также другие современные устройства содержат чувствительные датчики, которые преобразуют внешнее магнитное воздействие в электричество, рассказали в Балтийском федеральном университете (БФУ) имени И. Канта.

Такие датчики традиционно делают из металлов и других магнитных материалов (например, ферритов) и керамики, что ограничивает срок службы "чувствительной" части устройств и делает их дороже, рассказал научный сотрудник лаборатории нано- и микромагнетизма БФУ Артем Игнатов.

Ученые вуза работают над созданием альтернативных материалов на основе гибких полимерных композитов, содержащих магнитные наночастицы. От структуры полимерной основы зависит способность материала преобразовывать силу внешнего магнитного поля в электрический сигнал, который воспринимается узлами медицинских приборов или машин.

Исследователи университета определили, что при медленной сушке на воздухе полимерные пленки для магнитных датчиков становятся в полтора раза более чувствительными к магнитному полю, нежели чем при быстрой высокотемпературной обработке. Более "мягкая" техника изготовления таких элементов может сделать более экономически выгодным не только производство деталей для существующих приборов, но и изготовление носимой электроники, например, пульсоксиметров или умных часов. Несмотря на более длительную сушку, для нее не требуется дополнительная электроэнергия, пояснил Артем Игнатов.

"В работе основным показателем служит магнитоэлектрический коэффициент α₃₃. Он показывает, насколько эффективно материал преобразует магнитное воздействие в электрический сигнал. Для лучшего образца этот коэффициент составил 35 мВ/(см·Э) (милливольт на сантиметр и Эрстед. — Прим. ред.), тогда как у образца, высушенного при высокой температуре, он был 20 мВ/(см·Э)", — добавил Игнатов.

Специалист пояснил, что высокотемпературная быстрая сушка вызывает "слипание" магнитных наночастиц, как при выпекании булочек слишком близко друг к другу. Из-за образования таких агрегатов у материала снижается восприимчивость к магнитному воздействию.

Сама идея — управлять свойствами материала через условия технологической обработки — может быть использована в разных научных и инженерных центрах для создания абсолютно разных по назначению устройств, подчеркнул ученый.

Работа выполнена при поддержке программы "Приоритет-2030" в БФУ имени И. Канта.