MỸ – Các nhà nghiên cứu tại Đại học Case Western Reserve (Case Western Reserve University) đã phát triển một loại nhựa an toàn hơn với môi trường, có thể sử dụng cho các thiết bị đeo điện tử, cảm biến và các ứng dụng điện khác.
Vật liệu này, được gọi là polyme sắt điện (ferroelectric polymer), được sản xuất mà không cần chất flo (fluorine). Trong khi các hợp chất được tạo thành từ flo, được xem là hóa chất vĩnh cửu gây hại cho môi trường, vì chúng phân hủy chậm hoặc phân hủy không hoàn toàn.
Mặc dù các nhà khoa học đang nỗ lực cải thiện các tính chất điện và đàn hồi của vật liệu, nhưng tiềm năng về tính linh hoạt trong ứng dụng điện tử và cấu trúc thân thiện với môi trường của nó rất lớn.
Ông Lei Zhu, Giáo sư khoa học và kỹ thuật đại phân tử tại Trường Kỹ thuật Case (Case School of Engineering), nhà nghiên cứu chính, chia sẻ: “Cách vật liệu này tạo ra các tính chất điện là một điều hoàn toàn mới. Không giống như các vật liệu sắt điện hiện tại, nó không cần kết tinh để cố định độ phân cực, vốn mang lại cho nó các tính chất điện.”
Polyme là những phân tử lớn được tạo thành từ các chuỗi dài các đơn vị phân tử nhỏ hơn, có thể là nhân tạo – chẳng hạn nhựa – hoặc tự nhiên, như trong tóc hoặc DNA của con người. Việc thay đổi cấu trúc phân tử và chiều dài của polyme có thể làm thay đổi độ bền, độ dẻo, khả năng chịu nhiệt và khả năng tái chế của nó.
Sắt điện là thuật ngữ chỉ một số vật liệu có hiện tượng được gọi là “spontaneous polarisation” (tạm dịch là ‘phân cực tự phát’) có thể đảo ngược bằng cách áp một điện trường – giống như một công tắc. Vật liệu sắt điện được sử dụng để phát triển các thiết bị điện tử nhỏ hơn, hiệu quả hơn, giảm sự phụ thuộc vào các nguồn năng lượng truyền thống.
Vật liệu mới mà Giáo sư Zhu và nhóm nghiên cứu của ông tạo ra vừa linh hoạt vừa có những đặc tính điện tử có thể điều chỉnh được, nghĩa là chúng có thể bật và tắt được.
Chúng có ứng dụng rộng rãi trong các máy dò hồng ngoại và cảm biến trong thiết bị đeo điện tử, yêu cầu vật liệu phải mềm, dẻo và đàn hồi để tương thích với cơ thể con người. Trong khi vật liệu sắt điện gốm lại cứng và giòn.
Polyme có ưu điểm là linh hoạt và nhẹ, và polyme sắt điện phổ biến nhất là poly (vinylidene fluoride) hay PVDF (có chứa flo), không thể phân hủy tự nhiên trong môi trường, khiến nó trở thành một “hóa chất vĩnh cửu”. Các nhà khoa học đã tạo ra vật liệu mới – polyme sắt điện – mà không sử dụng flo (thành phần chính tạo nên tính bền vững của polyme PVDF), do đó thân thiện với môi trường hơn.
Polyme sắt điện cũng có ứng dụng trong cảm biến cho các công cụ chẩn đoán siêu âm, vì chúng tương thích về mặt âm học với các mô sinh học. Chúng cũng có tiềm năng hữu ích trong kính thực tế tăng cường và thực tế ảo (AR và VR).
Giáo sư Zhu đã nói rằng: “Chúng tôi vẫn trong giai đoạn tổng hợp số lượng nhỏ và nghiên cứu các đặc tính. Nhưng, chúng tôi rất hào hứng với tiềm năng thay thế nhựa gây hại cho môi trường trong các cảm biến và máy dò”.
Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Science. Vật liệu mới này đang chờ được cấp bằng sáng chế.
Để xem các tin bài khác về “Nhựa”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Electronics Online
