Теория, которая лежит в основе механизма так называемых релаксорных сегнетоэлектриков, была предметом дискуссий на протяжении более пяти десятилетий. По словам Цинга Вана, профессора материаловедения и инженерии в Пеннском государственном университете, поведение релаксоров сегнетоэлектрических полимеров происходит от конформационного беспорядка, полностью отличающегося от классических релаксоров перовскита, которые обычно характеризуются химическим нарушением.
Команда исследователей воссоздала свойства релаксоров в полимерах, которые могут привести к открытию новых сегнетоэлектрических релаксорных органических материалов для использования в гибких, масштабируемых и биосовместимых электрических применениях, таких как датчики и батареи.
Из-за отсутствия фундаментального понимания механизма, не было достигнуто большого прогресса в разработке новых релаксорных сегнетоэлектрических материалов, несмотря на все преимущества, которые они имеют. Тем не менее, команда исследователей утверждает, что их новое понимание, которое опирается на эксперименты и теоретическое моделирование, показывает, что релаксорное сегнетоэлектричество в полимерах происходит от расстройств подтверждения цепи, вызванных хиральностью, характерной чертой многих органических материалов, где молекулы являются зеркальными отражениями друг друга (но не тот же самый). Напротив, релаксорный механизм в полимерах сильно отличается.
В отличие от сегнетоэлектриков, релаксоры не имеют больших сегнетоэлектрических доменов большой дальности, но имеют неупорядоченные локальные полярные домены. Исследования в области релаксорных полимерных материалов были сложными из-за множества фаз, таких как кристаллическая, аморфная и кристаллически-аморфная межфазная область в полимерах.
В приложениях накопления энергии релаксоры могут обеспечить более высокую плотность энергии, чем обычные сегнетоэлектрики, которые имеют большие сегнетоэлектрические потери и тратят больше энергии за счет тепла. Кроме того, релаксоры могут генерировать большее напряжение в приложенных электрических полях и, таким образом, имеют гораздо лучшую эффективность преобразования энергии, чем обычные сегнетоэлектрики Вместе они делают релаксоры лучшим материалом для приводов и датчиков.
© digitrode.ru