A pressão mecânica aplicada com precisão pode melhorar as propriedades eletrônicas de um material polimérico amplamente utilizado. Isso requer que o material seja processado mecanicamente com uma precisão de alguns nanômetros, escreve uma equipe da Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU) na revista científica Advanced Electronic Materials . Em seu novo estudo, os pesquisadores mostram como esse efeito físico anteriormente desconhecido funciona e como ele também pode ser usado para novas tecnologias de armazenamento. A equipe também conseguiu esboçar o brasão da cidade de Halle como um padrão elétrico com resolução espacial de 50 nanômetros no material.
O fluoreto de polivinilideno (PVDF) é um polímero amplamente utilizado pela indústria para produzir selos, membranas e filmes para embalagens. Tem muitas propriedades práticas, pois é elástico, biocompatível e bastante barato de produzir. "O PVDF também é um material ferroelétrico. Isso significa que tem cargas positivas e negativas que são espacialmente separadas, algo que pode ser utilizado para tecnologia de armazenamento", diz a física Professora Kathrin Dörr da MLU. No entanto, há uma desvantagem:o PVDF é um material semicristalino cuja estrutura, ao contrário dos cristais, não é completamente ordenada. "Há tanta desordem no material que algumas das propriedades que você realmente gostaria de aproveitar se perdem", diz Dörr.

Sua equipe descobriu por acaso que a microscopia de força atômica pode ser usada para estabelecer uma certa ordem elétrica no material. Esse método geralmente envolve a varredura de uma amostra de material com uma ponta de apenas alguns nanômetros de tamanho. Um laser é então usado para medir e avaliar as vibrações que são produzidas. "Isso nos permite analisar a estrutura da superfície do material no nível nano", diz Dörr. Os microscópios de força atômica também podem ser usados ​​para aplicar pressão à amostra de material com o auxílio da ponta minúscula. Os físicos da MLU descobriram que isso também altera as propriedades elétricas do PVDF.

"A pressão comprime elasticamente o material em um ponto desejado sem deslocar as moléculas que o compõem", explica Dörr. A polarização elétrica do material (ou seja, sua orientação elétrica) gira na direção da pressão. Assim, a polarização pode ser controlada e reorientada no nível nano. Os domínios elétricos criados dessa maneira são extremamente estáveis ​​e ainda estavam intactos quatro anos após o experimento original.

O efeito descoberto pelos pesquisadores de Halle pode ser controlado com tanta precisão que eles conseguiram usar as cargas elétricas para esboçar no material uma versão nanométrica do brasão da cidade – provavelmente o menor do mundo. O novo processo pode ajudar a permitir que materiais como o PVDF sejam usados ​​em novas aplicações elétricas e de armazenamento. + Explorar mais

Polímeros ferroelétricos mais versáteis