Un equipo científico de la Universidad Nacional de Investigación MIET (NIU MIET, por sus siglas en ruso) crearon un nuevo material flexible para convertir el campo magnético terrestre en energía eléctrica. El desarrollo puede servir tanto para computadores como para implantes inteligentes.
Los magnetoeléctricos son materiales capaces de convertir la energía de los campos magnéticos en energía eléctrica (efecto inverso), así como impulsar la magnetización bajo la influencia de un campo eléctrico (efecto directo), explican desde NIU MIET.
De acuerdo con los científicos, análogos de estos materiales se utilizan en distintas áreas, incluso en elementos eléctricos de cualquier automóvil moderno. Están en desarrollo dispositivos de almacenamiento de energía basados en materiales magnetoeléctricos.
Los magnetoeléctricos más estudiados, destacan los expertos, no carecen de inconvenientes, ya que se basan en un sustrato frágil que no se puede doblar. Eso impide utilizar los materiales para crear implantes o pantallas flexibles para televisores y celulares.
Científicos de NIU MIET, junto con colegas de la Universidad Estatal de Nóvgorod, y los de Bielorrusia y China, han desarrollado un compuesto magnetoeléctrico flexible (un material formado por varias capas). Este material recicla la energía del campo magnético terrestre para convertirla en una eléctrica. Los expertos señalaron que el voltaje obtenido (2,2 mV) en el material es suficiente para la transmisión de información en los modernos computadores personales (2-2,5 mV).
«La eficiencia de conversión del campo magnético en corriente eléctrica se expresa mediante el llamado efecto magnetoeléctrico. Este valor está al nivel de los materiales compuestos magnetoeléctricos de base cerámica más avanzados», explicó el profesor asociado del Instituto de Materiales y Tecnologías Avanzadas de la Universidad Nacional de Investigación, Maxim Silibin.
El especialista añadió que en lugar de un sustrato frágil, los científicos utilizaron fluoruro de polivinilideno-trifluoroetileno (PVDF-TrFE). Este polímero se utiliza para crear materiales resistentes a influencias mecánicas y químicas. En particular, se emplea en la fabricación de tuberías flexibles, películas protectoras y aislantes para cables, así como recipientes para ácidos y álcalis.
«Estudios recientes demostraron que el PVDF-TrFE se caracteriza por altos valores de piezomódulo, lo que permite utilizarlo como componente piezoeléctrico efectivo de un compuesto magnetoeléctrico. Esto significa que cuando se aplica presión mecánica, este material adquiere tensión eléctrica», notó el especialista.
Además, el PVDF-TrFE hace que el nuevo compuesto magnetoeléctrico sea biocompatible, gracias a lo cual puede utilizarse en la fabricación de implantes, señaló el científico.
En la actualidad, el equipo de investigación está evaluando las perspectivas de cooperación con empresas nacionales de atención sanitaria y microelectrónica para introducir el nuevo magnetoeléctrico en la vida cotidiana.
La investigación se llevó a cabo bajo los auspicios del programa estatal de apoyo a las universidades de Rusia Prioridad-2030 del proyecto nacional Ciencia y Universidades. Los resultados están presentados en la revista Journal of Magnetism and Magnetic Materials.
