Растяжимые электреты: композиты на основе наночастиц и эластомера

Управление зарядами лежит в основе многих систем и обеспечивается материалами с различными свойствами. Электреты — это диэлектрики, удерживающие заряды или диполи. Их применяют в электрофотографии, микрофонах, воздушных фильтрах и устройствах для сбора энергии. Чтобы заряды или диполи сохранялись длительное время, электреты обычно изготавливают из жёстких диэлектриков. Электреты на основе растяжимых диэлектриков недолговечны. Долговечность и растяжимость трудно совместить, и существующие электреты пока не обеспечивают в достаточной мере оба свойства. В этой работе описан подход к созданию растяжимых электретов: наночастицы жёсткого электрета иммобилизуют в матрице из диэлектрического эластомера. В композите эти функции разделены: частицы обеспечивают длительное удержание зарядов, а матрица — растяжимость. Такая конструкция значительно расширяет выбор материалов для создания растяжимых электретов. Наночастицы диоксида кремния в эластомере на основе полидиметилсилоксана обеспечивают плотность заряда около 4 × 10⁻⁵ Кл·м⁻² и срок службы более 60 дней. Долговечные растяжимые электреты открывают широкие возможности для практического применения.