Пьезоэлектрические материалы, вырабатывающие напряжение в ответ на механическую деформацию, применяются во множестве устройств — от акселерометров до носимых генераторов энергии. Однако до сих пор массовое их производство большими листами было невозможно. Это также означало, что их нельзя напрямую интегрировать их напрямую в кремниевые чипы, нужные элементы приходилось размещать на печатной плате по отдельности.

Новый способ — недорогой и легко масштабируемый, и он будет способствовать распространению технологии, пишет Engineer.

Специалисты Королевского технологического института Мельбурна разработали недорогой метод производства двумерных листов фосфата галлия — похожего на кварц материала, который используется для изготовления пьезоэлектрических датчиков с 1980-х. Прежде его не использовали в качестве 2D-материала, поскольку в естественных условиях он не кристаллизуется слоями.

Ученые под руководством профессора Куроша Калантар-заде создали технологию производства двумерных материалов на основе раствора жидкого металла. Затем они адаптировали ее под создание двумерных пленок фосфата галлия (GaPO4) в результате простого двухэтапного процесса.

Первым делом оксид галлия отслаивается с поверхности жидкого галлия, затем эта пленка печатается на подложке и превращается в фосфат галлия под воздействием парообразного фосфата. Подробнее процесс описан в журнале Nature Communications.

Технологию можно применить для создания нанолистов фосфата галлия площадью несколько квадратных сантиметров и толщиной с элементарную ячейку. Тестирование материала при помощи пьезорезонансного силового микроскопа показало, что он обладает высоким пьезоэлектрическим коэффициентом, достаточным для того, чтобы служить сенсором или генератором энергии.

Материал, способный менять форму без потери свойств и накапливать энергию, чтобы высвободить в нужный момент, разработан британскими учеными. За основу они взяли аукстетики — материалы, которые при растяжении становятся толще.