Струйный принтер научили создавать пьезоэлектрические материалы из кристаллов
Технология струйной печати с использованием наночастиц или органических материалов появилась относительно недавно и сейчас активно развивается. Среди ее потенциальных применений микроэлектроника и создание умных материалов. В рамках этого направления Университет ИТМО совместно с Университетом Авейро в Португалии занимается разработкой пьезоэлектрических материалов на органической основе.
Пьезоэлектрические материалы способны трансформировать электрический сигнал в механические колебания и наоборот. Они часто используются в различных автоматизированных системах или датчиках. При этом наиболее перспективны органические пьезоматериалы, например, на основе пептида дифенилаланина. Его кристаллы обладают хорошим электромеханическим откликом, но их сложно выращивать. В Университете ИТМО для этого решили применить струйную печать.
«Главная сложность в том, что для сильного отклика нужно расположить кристаллы дифенилаланина строго параллельно», ‒ рассказывает Владислав Слабов, сотрудник лаборатории SCAMT Университета ИТМО. ‒ «Чтобы этого добиться, мы разработали оптимальный состав чернил и оптимизировали условия печати. Обычно когда капля чернил высыхает, дифенилаланин кристаллизуется по направлению сушки: от края к центру капли. Чтобы кристаллы росли параллельно, мы выбрали паттерн из простых линий. В итоге, когда мы отправили полученную структуру для анализа в Университет Авейро, оказалось, что отклик действительно усилился. Наш метод доказал свою эффективность». Результаты исследования опубликованы в Applied Materials & Interfaces.
Ученые не только разработали чернила, оптимальные для печати органического материала, но также получили контроль над направлением роста кристаллов. Это позволяет адаптировать метод под различные подложки или субстраты. Такие напечатанные структуры имеют перспективы применения в различных сенсорных устройствах. «Пока эта работа имеет больше фундаментальный характер, чем прикладной. Но мы надеемся приблизиться к внедрению таких материалов в различные девайсы,» ‒ отмечает Владислав.
Материал предоставлен пресс-службой университета ИТМО