Baza technologii

Opis technologii / usługi

Przedmiotem wynalazku są innowacyjne w skali świata nanostrukturalne materiały kompozytowe o osnowie ceramicznej oraz sposób ich wytwarzania, których wzmocnienie stanowią nanodruty jodosiarczku antymonu (SbSI) cechujące się silnie sprzężonymi własnościami ferroelektrycznymi oraz półprzewodnikowymi. Sposób otrzymywania nanostrukturalnego materiału kompozytowego według wynalazku umożliwia uzyskanie nanostrukturalnych włóknistych materiałów kompozytowych PVP/nanodruty SbSI oraz PAN/nanodruty SbSI. Tak otrzymane nano/mikro włókna kompozytowe charakteryzują się bardzo dobrymi własnościami piezoelektrycznymi, oraz zmienną przewodnością prądu elektrycznego (materiał półprzewodnikowy lub dielektryczny), dzięki czemu posiadają szerokie spektrum aplikacyjne w dziedzinie przemysłu wysokich technologii ze szczególnym uwzględnieniem przemysłu elektronicznego tzn. do budowy nanogeneratorów posiadających wysoką skuteczność przekształcania energii mechanicznej na energię elektryczną.

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

Istotą innowacji jest otrzymanie pierwszych na świecie nanowłókien polimerowych zorientowanych względem siebie wzdłuż ściśle określonego kierunku, wypełnionych ferroelektrycznymi jednowymiarowymi, nanostrukturami zdyspergowanymi równolegle do długości nanowłókien, charakteryzujących się bardzo duzym współczynnikiem piezoelektrycznym oraz sprzężeniem elektromechanicznym. Wykonana analiza morfologii i struktury badanych materiałów kompozytowych wykazała równomierną dyspersję nanodrutów SbSI w osnowie polimerowej, co ma kluczowe znaczenie w przypadku przyszłych zastosowań aplikacyjnych tego typu materiałów. Przeprowadzone po raz pierwszy na świecie badania własności optycznych nanowłókien PAN/SbSI wykazały, że materiał ten cechuje się przerwą energetyczną rzędu Eg=1,94 eV, co w połączeniu z silnie sprzężonymi własnościami ferroelektrycznymi oraz półprzewodnikowymi kryształów SbSI świadczy o szerokich możliwościach aplikacyjnych nowoopracowanych nanowłókien kompozytowych, ze szczególnym uwzględnieniem wykorzystania tego typu materiałów do produkcji nanogeneratorów nowej generacji. Ponadto opracowane materiały, tj. nanowłókna polimerowe z wypełnieniem w materiałów ferroelektrycznych i/lub piezoelektrycznych cieszą się coraz większą popularnością w środowisku badawczym ze względu na ich ogromny potencjał dla wielu zastosowań technologicznych, w tym np. do produkcji urządzeń magazynujących energię, przetworników wysokich częstotliwości, wszczepianych biosensorów, absorberów drgań i kompozytowych czujników siły.

Zastosowanie rynkowe

Nowoopracowane włókniste materiały kompozytowe o osnowie polimerowej z wypełnieniem w postaci nanodrutów ferroelektrycznych, charakteryzujące się ściśle określoną orientacją pojedynczych nanowłókien względem siebie, sprawdzą się w obszarze militarnym, medycznym oraz przemyśle wysokich technologii, ze względu na wysoką skuteczność konwersji energii mechanicznej na elektryczną. Zastosowanie materiałów obojętnych dla organizmów żywych, do których należą zarówno polimery, jak i sama faza wzmacniająca, mogą pozwolić w przyszłości na wykorzystanie rozwiązania do zasilania nanogeneratora wszczepionego w klatce piersiowej człowieka, który z kolei w spoób ciągły pobudzałby pracę serca przekształcając energię mechaniczną generowaną przez ludzkie ciało na impulsy elektryczne, stając się tym samym rozrusznikiem serca nie wymagającym baterii.

Tagi

Branże

Pliki

Ferroelektryczne nanowłókna kompozytowe.pdf (461.8 KB)