Científicos rusos crean un nuevo material para electrónica flexible

MOSCÚ, 3 de julio – RIA Novosti. Científicos rusos han creado un compuesto flexible prometedor para el desarrollo de nuevos dispositivos de electrónica portátil, capaz de convertir campos magnéticos en electricidad con una eficiencia tres veces mayor que la de sus equivalentes actuales. Así lo informó el Ministerio de Ciencia y Educación Superior de Rusia (Minobrnauki).

Los materiales que pueden convertir eficazmente distintas formas de energía entre sí —por ejemplo, energía magnética en eléctrica— son muy demandados en la electrónica moderna. Por ejemplo, los multiferroicos (materiales que combinan propiedades magnéticas y eléctricas) se utilizan en sensores, sistemas de almacenamiento de datos y dispositivos de recolección de energía.

A diferencia de los materiales electrónicos comunes, que funcionan únicamente con electricidad, los multiferroicos responden simultáneamente a campos magnéticos y eléctricos, lo que permite crear dispositivos más compactos y energéticamente eficientes.

“Sin embargo, la mayoría de los multiferroicos son rígidos y frágiles, lo que impide su uso en electrónica flexible. Por eso, los científicos buscan crear análogos elásticos que mantengan una alta eficiencia en la conversión de energía”, señala el comunicado del Ministerio.

Investigadores de la Universidad Federal Báltica Immanuel Kant, junto con colegas de la Universidad Estatal de Moscú M. V. Lomonósov y del Instituto de Compuestos Organoelementales A. N. Nesmeyánov de la Academia Rusa de Ciencias, desarrollaron un compuesto magnetoeléctrico elástico basado en polímeros y nanopartículas de ferrita de cobalto.

El material está compuesto principalmente por un elastómero de silicona —un polímero blando y flexible— combinado con una película de fluoruro de polivinilideno (PVDF), que genera tensión eléctrica al ser deformado (por ejemplo, al doblarse). A esta estructura se le agregaron nanopartículas de ferrita de cobalto, sustituyendo parcialmente los iones de cobalto por zinc o níquel. Esto permitió ajustar las propiedades magnéticas del compuesto: el zinc redujo la resistencia a la desmagnetización y el níquel aumentó la sensibilidad a campos magnéticos débiles.

Los experimentos demostraron que la muestra con iones de zinc convierte los campos magnéticos en tensión eléctrica con la mayor eficacia. Según informó el Ministerio, su eficiencia fue tres veces superior a la del material hecho con ferrita de cobalto pura, y comparable a ciertos generadores piezoeléctricos utilizados en sensores inalámbricos.

“Demostramos que incluso pequeños cambios en la composición de las nanopartículas pueden reforzar significativamente el efecto magnetoeléctrico. Esto es especialmente importante para el desarrollo de dispositivos compactos y livianos, como fuentes de energía para la electrónica portátil”, explicó Valeria Rodiónova, directora del Centro Científico “Materiales Inteligentes y Aplicaciones Biomédicas” de la Universidad Federal Báltica.

Según Rodiónova, en el futuro, estos materiales podrían sentar las bases de tecnologías energéticamente eficientes capaces de recolectar energía de campos electromagnéticos del entorno.

Los científicos planean fabricar un prototipo y presentar un nuevo dispositivo que se diferencie de sus equivalentes por su resistencia, ligereza y bajo costo.

La investigación fue realizada con el apoyo del Ministerio de Ciencia y Educación Superior de Rusia y sus resultados fueron publicados en la revista Polymers.