Самый тонкий в мире электрогенератор использует 2D-пьезоэлектрик

О первом экспериментальном наблюдении пьезоэлектрического эффекта в двумерном дисульфиде молибдена (MoS₂), сообщили исследователи из Школы технологий и прикладных наук Колумбийского университета (Columbia Engineering) и Технологического института Джорджии.

Статья, опубликованная 15 октября онлайн в журнале Nature коллективом авторов из двух упомянутых организаций, открывает путь создания новых типов электронных устройств с механическим управлением, микроэлектромеханических систем, роботов и активной гибкой электроники.

До этого, механическое генерирование электричества в одноатомных слоях оставалось лишь теоретической возможностью, предсказанной для дихалькогенидов переходных металлов год назад.

Ученые обнаружили, что напряжение на выходе меняет знак при смене на противоположное направления приложения нагрузки. Они также установили, что пьезоэффект наблюдается только для нечетного числа атомных слоев.

«Такой материал — одиночный слой атомов — может быть реализован как носимое, возможно, интегрируемое в одежду, устройство для преобразования в электричество энергии движений вашего тела и питания носимых датчиков, медицинских устройств, или даже зарядки телефона в кармане», — полагает один из руководителей работы, профессор Колумбийского университета, Джеймс Хоун (James Hone).

Перспективы использования данного явления на практике были продемонстрированы на примере уникального электрогенератора — очень легкого, оптически прозрачного, гибкого и эластичного. Кроме того, авторы работают над пьезотронными устройствами, в которых пьезоэлектрический заряд контролирует ток электронов через материал, подобно напряжению на затворе в обычных полупроводниковых триодах.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365