Ученые МТИ разработали несложный и недорогой способ изготовления сверхтонких пленок с высокими пьезоэлектрическими характеристиками. Попытки реализовать возможность получения таких пленок предпринимаются уже много лет — их можно было бы использовать в качестве элементов гибкой электроники и медицинских датчиков.
Обычно пьезоэлектрики изготавливают из особой керамики, которая резонирует на высоких частотах. Но выпускать пленки из такого материала традиционным способом — осаждением из паровой фазы сложно и затратно. Адаптировав метод 3D-печати, основанный на выталкивании струи вещества через сопло под действием электрического поля, специалисты МТИ реализовали возможность послойного изготовления керамических преобразователей энергии толщиной около 100 нм при комнатной температуре. Такие пленки резонируют на частоте примерно 5 ГГц, чего достаточно для создания высокочувствительных датчиков.
Исследователи показали, что у пленок, полученных таким способом, пьезоэлектрический эффект гораздо сильнее, чем у изготовленных традиционным образом. C коллегами из других научных учреждений они работают над созданием медицинских датчиков, которые смогли бы обнаруживать маркеры различных заболеваний. Примеси в материале пленки в таких датчиках притягивают молекулы биомаркеров к ее поверхности, вследствие чего частота колебаний меняется. Кроме того, разрабатывается датчик, похожим образом регистрирующий старение электродов в топливных элементах питания.