Scienziati della South Ural State University, in collaborazione con i colleghi della Bielorussia, India e Cina, hanno creato un materiale composito per la nanoelettronica. Il materiale può essere utilizzato come dielettrico (sostanza isolante) nei condensatori polimerici. Questi dispositivi immagazzinano energia e possono essere utilizzati nell'elettronica del futuro:durano più a lungo, pesano meno e hanno un'elevata resistenza e velocità di carica.

Aleksej Trukhanov, dottorato di ricerca in Fisica e Matematica, afferma che il composito è stato creato sulla base di nanostrutture incapsulate costituite da ossido di magnesio nanometrico dielettrico (MgO) con un guscio nanometrico ferroelettrico di titanato di bario (BaTiO ₃ ). L'aggiunta di appena il tre percento in peso di questi componenti nella matrice polimerica aumenta la densità di corrente di scarica del 187%, dimostrando così eccezionali prestazioni di accumulo di energia.

"Tale ricerca è ora rilevante, poiché il rapido sviluppo della micro e nanoelettronica richiede nuovi approcci e lo sviluppo di nuovi materiali per ridurre le dimensioni dei componenti funzionali. Un risultato di fondamentale importanza di questa ricerca è lo sviluppo di nuovi materiali compositi con caratteristiche dielettriche migliorate, combinando diverse tecnologie:core-shell:la tecnologia per creare nanoparticelle di MgO dielettrico con un guscio su scala nanometrica dal BaTiO ferroelettrico ₃ , così come la tecnologia di dispersione di queste nanostrutture in una matrice polimerica, " Dice Alexey Trukhanov.

Il futuro dei compositi funzionali

Durante la rottura del dielettrico, non ci sarà tensione elettrica e nessuna iniezione di carica dagli elettrodi. Il nuovo materiale eviterà malfunzionamenti dei sistemi elettronici. Ciò è stato ottenuto sviluppando una nuova nanostruttura nucleo-guscio e rivestendo il guscio con ossido di magnesio altamente isolante. Le nuove nanoparticelle aumentano significativamente la resistenza dei nanocompositi polimerici, rendendoli materiali ideali per i dielettrici.

"I risultati del nostro lavoro congiunto verranno utilizzati per controllare le caratteristiche elettriche dei materiali polimerici funzionali di questa classe. Al momento, ci sono piani per continuare la ricerca di compositi funzionali con proprietà controllate. Attualmente, è in corso un attivo lavoro di ricerca nel campo dei materiali compositi con cariche magnetiche, " Dice Aleksey Trukhanov.

Il materiale sviluppato dagli scienziati SUSU può essere utilizzato nei condensatori per l'energia verde, trasporto elettrico, e attrezzature mediche.