Hãng thông tấn RIA Novosti đưa tin ngày 28/4, các kỹ sư Nga từ Đại học Liên bang Baltic Immanuel Kant (BFU) vừa chế tạo thành công vật liệu composite polymer linh hoạt chứa hạt nano hợp chất sắt.
Ảnh chụp vật liệu composite dẻo được chế tạo dùng cho cảm biến từ. Ảnh: Valeria Kolesnikova/BFU
Vật liệu này sở hữu "3 tốt" (ưu điểm) cốt lõi, có thể rung chuyển loạt lĩnh vực điện tử, năng lượng và y học toàn cầu, bao gồm:
(1) Dẻo và linh hoạt — có thể uốn cong theo hình dạng thiết bị thay vì bị gãy; (2) Tương thích sinh học — an toàn khi tiếp xúc với cơ thể người, mở ra ứng dụng trong thiết bị y tế đeo tay; (3) Rẻ hơn đáng kể trong sản xuất so với các vật liệu kim loại-gốm sứ hiện tại.
Theo các tác giả, các cảm biến từ được làm từ màng polymer có chứa các hạt nano từ tính có thể cạnh tranh với các cảm biến kim loại-gốm truyền thống nhờ 3 ưu điểm kể trên.
Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Physics of Metals and Metallography.
Ý nghĩa vượt ra ngoài một loại cảm biến
Đại học Liên bang Baltic Immanuel Kant (BFU) cho biết, vô lăng ô tô, bàn đạp ga và phanh, đồng hồ thông minh theo dõi nhịp tim và chuyển động, cùng các thiết bị hiện đại khác đều chứa một bộ phận quan trọng: Cảm biến từ — linh kiện chuyển đổi tác động từ trường bên ngoài thành tín hiệu điện mà máy móc có thể đọc được.
"Tuy nhiên, các cảm biến từ truyền thống được làm từ kim loại, ferrite và gốm sứ — vật liệu cứng, nặng, tốn kém và giới hạn tuổi thọ của thiết bị. Với xu hướng điện tử đeo tay và y tế di động đang bùng nổ, ngành công nghiệp cần một thứ gì đó mỏng hơn, dẻo hơn và rẻ hơn" - Artem Ignatov, một nhà nghiên cứu tại Đại học BFU giải thích.
Nguồn ảnh: RIA Novosti / Được tạo ra bởi trí tuệ nhân tạo
Đây là lúc phát minh của kỹ sư Nga đáp ứng được nhu cầu người dùng. Không những thế, họ còn phát hiện một điều bất ngờ:
Màng polymer dùng làm cảm biến từ sấy chậm trong không khí có độ nhạy với từ trường cao hơn 1,5 lần so với mẫu được xử lý bằng phương pháp nung nhiệt độ cao truyền thống.
Quá trình sấy chậm tuy mất thời gian hơn, nhưng không cần thêm năng lượng điện — đồng nghĩa chi phí sản xuất thấp hơn, không phải cao hơn.
"Nung nhiệt độ cao khiến các hạt nano từ tính bị dính vào nhau — giống như nướng bánh mì quá gần nhau trong lò. Các hạt kết tụ lại thành cụm lớn, khả năng phản ứng với từ trường giảm xuống đáng kể.
Ngược lại, sấy chậm trong không khí giữ cho các hạt nano phân tán đều trong nền polymer — tối đa hóa diện tích tiếp xúc và độ nhạy từ trường" - Nhà nghiên cứu Artem Ignatov cho biết.
Nhà khoa học Ignatov nhấn mạnh điều quan trọng hơn cả kết quả cụ thể: Nguyên lý kiểm soát tính chất vật liệu thông qua điều kiện xử lý công nghệ có thể được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau — từ điện tử tiêu dùng, thiết bị y tế đến các ứng dụng công nghiệp.
Nói cách khác, đây không chỉ là công thức cho một loại cảm biến — mà là phương pháp luận mới cho phép các trung tâm nghiên cứu và kỹ thuật trên toàn thế giới tối ưu hóa vật liệu của họ mà không cần đầu tư thêm thiết bị đắt tiền.
Nguồn: RIA Novosti
Trang Ly
