Исследователи Университета Западного резервного района (США) разработали безопасный для окружающей среды пластик нового типа, который может применяться в носимой электронике, датчиках и другом оборудовании. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Созданный исследователями сегнетоэлектрический полимер не содержит фтора, который как считается, наносит вред окружающей среде «вечно», поскольку его соединения разлагаются очень медленно или не разлагаются вовсе.

Хотя они все еще работают над улучшением электрических и эластичных свойств материала, однако уже заявили о его огромном потенциале, благодаря экологичности структуры и гибкости применения в электронике. В отличие от других современных сегнетоэлектрических материалов этому полимеру не нужна кристаллизация, чтобы зафиксировать полярность, придающую ему определенные электрические свойства.

Полимеры — крупные молекулы, состоящие из длинных цепочек микромолекул, которые могут быть искусственными, как пластмассы, а также натуральными, как волосы или ДНК человека. Изменяя молекулярную структуру и длину полимера, можно менять его характеристики — прочность, гибкость, термостойкость и способность к вторичной переработке.

Сегнетоэлектричество характеризуется возникновением в некоторых материалах спонтанной поляризации в определенном интервале температур даже при отсутствии внешнего электрического поля, которую можно изменить его приложением.

Новый материал обладает настраиваемыми электронными свойствами, которые можно «включать и выключать». Эта способность широко применяется в инфракрасных детекторах и датчиках носимой электроники, где материалы должны быть мягкими и эластичными, чтобы не причинять вреда людям. Обычные же керамические сегнетоэлектрики — довольно жесткие и хрупкие.

Сегнетоэлектрические полимеры используются также в датчиках ультразвуковых диагностических инструментов, поскольку они акустически совместимы с биологическими тканями, а также потенциально полезны для очков дополненной и виртуальной реальности.

Преимущество полимеров в том, что они легкие и эластичные. Однако такой популярный сегнетоэлектрический полимер, как поливинилиденфторид (ПВДФ), доля которого составляла в 2024 году 14% мирового рынка фторопластов, не разлагается естественным образом.