dr. Vid Bobnar: Razvoj novih anorganskih in polimernih sistemov z ojačenim dielektričnim in elektromehanskim odzivom
Prof. dr. Vid Bobnar bo v okviru kolokvijev IJS, v sredo, 4. decembra 2019, ob 13. uri, predaval v Veliki predavalnici Instituta »Jožef Stefan« v Ljubljani.
V predavanju bomo na različnih primerih pokazali, da je mogoče nove materiale z visokim dielektričnim in piezoelektričnim odzivom, ki so nujno potrebni v sistemih za shranjevanje energije in v elektromehanskih aplikacijah, učinkovito razviti z upoštevanjem nekaterih osnovnih fizikalnih pojavov. (i) V heterogenem sistemu, sestavljenem iz dielektrične matrice in električno prevodnih vključkov, naboj na mejah med fazama deluje kot velik električni dipol. S takoimenovano Maxwell-Wagnerjevo polarizacijo smo učinkovito povečali dielektrično konstanto elektroaktivnih polimerov, sintetiziranih na osnovi PVDF, in tako znatno zmanjšali zunanje električno polje, potrebno za njihov velikanski elektrostrikcijski odziv. Analogno smo izdelali fleksibilne in okolju prijazne kompozite iz celuloznih nanovlaken in grafenovega oksida ter anorganske materiale, kot so keramični perkolativni kompoziti in tanke plasti s strukturo jedro-lupina, ki so sestavljene iz polprevodnih zrn, ločenih s tankimi neprevodnimi mejami. (ii) V tankih plasteh je elektromehanski odziv običajno močno zmanjšan zaradi njihovega mehanskega vpetja na podlago. Razvili smo preprosto in robustno metodo za pripravo poroznih feroelektričnih tankih plasti s sintezo iz raztopin. V teh plasteh se zaradi relaksacije mehanskih napetosti vrednosti piezoelektričnih koeficientov povečajo na vrednosti, tipične za keramične materiale v kosu. (iii) V sistemih z močno sklopljenimi električnimi dipoli se zaradi izrazite polarizacijske histereze povečajo tudi dielektrične izgube. Kot alternativo široko uporabljanim polimerom na osnovi PVDF bomo predstavili nov dielektrični polimer, aromatsko politiurejo, in primerjali odziv tega amorfnega polimera v steklasti fazi (s šibko sklopljenimi dipoli) z odzivom komercialno uporabljanih sistemov.
