Fino a poco tempo fa, "ferroelettrici flessibili" avrebbero potuto essere pensati come lo stesso tipo di frase ossimorica. Però, grazie a una nuova scoperta dell'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) in collaborazione con i ricercatori della Northwestern University, gli scienziati hanno aperto la strada a una nuova classe di materiali con funzionalità avanzate che spostano l'idea dal regno dell'ironia alla realtà.

I ferroelettrici sono un tipo utile di materiale che si trova nei condensatori utilizzati nei sensori, così come la memoria del computer e le schede RFID. Le loro proprietà speciali derivano dal fatto che contengono regioni cariche polarizzate con un orientamento specifico, che può essere controllato con un campo elettrico esterno. Ma hanno anche avuto un grosso svantaggio quando gli ingegneri cercano di usarli in nuove invenzioni.

"I materiali ferroelettrici sono noti per essere piuttosto fragili, e quindi è sempre stata una grande sfida renderli meccanicamente flessibili, ", ha affermato il nanoscienziato di Argonne Seungbum Hong, che ha contribuito a condurre la ricerca. "Poiché la ferroelettricità e questo tipo di flessibilità sono proprietà relativamente rare da vedere da sole, avere sia ferroelettricità che flessibilità in questo nuovo materiale è fondamentalmente senza precedenti."

Le generazioni precedenti di materiali ferroelettrici erano principalmente ceramiche, Hong ha detto, che li ha resi abbastanza fragili. Nel nuovo materiale, i piani cristallini a livello atomico tendono a scivolare l'uno sull'altro, aggiungendo alla duttilità del materiale.

Un vantaggio dei ferroelettrici flessibili deriva dal fatto che tutti i materiali ferroelettrici sono anche piezoelettrici, il che significa che possono convertire una forza meccanica applicata in un segnale elettrico, o vice versa; Per esempio, quando si accende un accendino per generare una scintilla. Avere ferroelettrici più flessibili potrebbe consentire una risposta maggiore da un input più piccolo.

Con ferroelettrici flessibili, scienziati e ingegneri possono avere l'opportunità di adattare questi materiali per una serie di usi nuovi e migliorati, compresi attuatori di precisione per microscopia a forza atomica, sensori ed emettitori di imaging ad ultrasuoni per applicazioni mediche e persino sensori per alcune applicazioni automobilistiche.

Per l'archiviazione dei dati, l'impatto potrebbe essere ancora maggiore. "C'è un potenziale di densità di informazioni molto grande con lo stoccaggio ferroelettrico, "Hong ha detto. "Questo potrebbe fare una grande differenza mentre pensiamo alle generazioni future del cloud di dati".

Un articolo basato sulla ricerca, "Cristalli organici ferroelettrici flessibili, " è stato pubblicato online in Comunicazioni sulla natura in ottobre. Uno dei principali autori nordoccidentali dello studio, Sir Fraser Stoddart, ha ricevuto il Premio Nobel 2016 per la Chimica per il suo lavoro sulle macchine molecolari.