Des scientifiques de l'Université d'État de l'Oural du Sud, en collaboration avec des collègues de Biélorussie, l'Inde et la Chine, ont créé un matériau composite pour la nanoélectronique. Le matériau peut être utilisé comme diélectrique (substance isolante) dans les condensateurs polymères. Ces appareils stockent de l'énergie et peuvent être utilisés dans l'électronique du futur - ils durent plus longtemps, pèsent moins et ont une résistance et une vitesse de charge élevées.

Alexeï Trukhanov, doctorat en Physique et Mathématiques, dit que le composite a été créé sur la base de nanostructures encapsulées constituées d'oxyde de magnésium diélectrique nanométrique (MgO) avec une coque ferroélectrique nanométrique de titanate de baryum (BaTiO 3 ). L'ajout de seulement trois pour cent en poids de ces composants dans la matrice polymère augmente la densité de courant de décharge de 187%, démontrant ainsi des performances de stockage d'énergie exceptionnelles.

« De telles recherches sont désormais pertinentes, car le développement rapide de la micro- et nanoélectronique nécessite de nouvelles approches et le développement de nouveaux matériaux pour réduire la taille des composants fonctionnels. Un résultat fondamentalement important de cette recherche est le développement de nouveaux matériaux composites avec des caractéristiques diélectriques améliorées, combinant plusieurs technologies :core-shell - la technologie de création de nanoparticules de MgO diélectrique avec une coque nanométrique à partir du ferroélectrique BaTiO 3 , ainsi que la technologie de dispersion de ces nanostructures dans une matrice polymère, ", dit Alexeï Trukhanov.

L'avenir des composites fonctionnels

Lors de la rupture du diélectrique, il n'y aura pas de tension électrique et pas d'injection de charge à partir des électrodes. Le nouveau matériau empêchera le dysfonctionnement des systèmes électroniques. Ceci a été réalisé en développant une nouvelle nanostructure noyau-coque et en revêtant la coque d'oxyde de magnésium hautement isolant. Les nouvelles nanoparticules augmentent considérablement la résistance des nanocomposites polymères, ce qui en fait des matériaux idéaux pour les diélectriques.

"Les résultats de nos travaux communs seront utilisés pour contrôler les caractéristiques électriques des matériaux polymères fonctionnels de cette classe. Actuellement, il est prévu de poursuivre la recherche de composites fonctionnels à propriétés contrôlées. Actuellement, des travaux de recherche actifs sont menés dans le domaine des matériaux composites à charges magnétiques, ", dit Alexeï Trukhanov.

Le matériau développé par les scientifiques de SUSU peut être utilisé dans des condensateurs pour l'énergie verte, transports électriques, et du matériel médical.