Вчені з Гонконзького університету виявили, що надтонкі алмазні мембрани можуть генерувати електричний заряд під час деформації. Раніше понад сто років вважалося, що алмаз не має п’єзоелектричних властивостей. Про це йдеться в матеріалі Popular Mechanics.
П’єзоелектричний ефект виникає, коли матеріал генерує електричний заряд під дією механічного навантаження — наприклад, під час згинання або стискання. Звичайні алмази практично не деформуються, тому їх довго не розглядали як потенційний п’єзоелектричний матеріал.
Дослідники припустили, що ситуація може змінитися, якщо перетворити алмаз на надзвичайно тонку й гнучку мембрану.
Для експерименту вони виростили алмазний шар на кремнієвій основі методом хімічного осадження з газової фази. Після цього відокремили мембрану завтовшки приблизно один мікрометр та закріпили її на гнучкій пластиковій підкладці.
Під час контрольованого згинання вчені зафіксували електричні сигнали. Вони також перевірили, чи не могли такі сигнали виникнути через тертя або зовнішні чинники, і дійшли висновку, що джерелом був саме п’єзоелектричний ефект у структурі алмазу.
За словами дослідників, електричний заряд виникає через асиметричні межі між окремими кристалічними зернами всередині мембрани. Саме вони створюють різницю електричного потенціалу між її поверхнями.
Сила ефекту залежить і від товщини матеріалу. Найпомітнішу реакцію вчені зафіксували в алмазних мембранах завтовшки приблизно п’ять мікрометрів.
Відкриття може мати практичне застосування в мікроелектроніці, енергетиці та медицині. Алмаз хімічно стабільний і нетоксичний, тому такі мембрани потенційно можна буде використовувати, зокрема, у медичних імплантатах із автономним живленням.
