Новый инженерный процесс позволил сохранить пьезоэффект глицина на 60 дней. Разбираем, как устроен материал и почему он может заменить существующие устройства мониторинга.
Ученые представили новый материал на основе простейшей аминокислоты — глицина, который может стать основой для создания биоразлагаемой биоэлектроники и датчиков окружающей среды. В статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials, команда инженерного факультета описала, как им удалось решить главную проблему глицина — его мгновенное растворение в воде — и превратить его в стабильный пьезоэлектрический материал.
Глицин — это молекула, которую наш организм вырабатывает самостоятельно и использует для построения кожи, костей и связок. Он дешев, доступен и легко расщепляется биологическими системами, что делает его идеальным кандидатом для создания экологичных устройств. Однако до сих пор его применение в электронике ограничивалось тем, что при контакте с влагой он распадался за считанные секунды, а его естественная кристаллическая форма не обладала пьезоэлектрическими свойствами — способностью генерировать электричество из механического напряжения.
Чтобы преодолеть эти недостатки, исследователи разработали новый инженерный процесс. Они применили электрическое поле во время кристаллизации глицина в условиях наноограничения — когда частицы изолированы в чрезвычайно малых пространствах. Это позволило выровнять кристаллы по полярности и сохранить пьезоэлектрический эффект. Кроме того, в состав были добавлены молекулярные стабилизаторы, которые предотвращают переход глицина в бесполезную кристаллическую фазу, сохраняя при этом гибкость материала, необходимую для использования в организме человека.
Источник: hi-tech.mail.ru