Алмазы могут вырабатывать электричество: наука опровергла старое правило физики

Ученые из Университета Гонконга обнаружили, что сверхтонкие гибкие алмазные мембраны могут вырабатывать электрический сигнал при деформации, сообщает ScienceDaily. Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, ставит под сомнение представление, которое сохранялось более века: алмаз считали непьезоэлектрическим материалом.

Обычный алмаз слишком жесткий, поэтому его долго использовали в микросистемах в основном как прочную опору для других материалов. Команда профессоров Чу Чжицина и Юань Линя получила ультратонкую поликристаллическую алмазную мембрану, которую можно заметно изгибать.

Когда исследователи сгибали материал, он стабильно выдавал измеримый электрический сигнал. Дополнительные циклические испытания показали, что эффект повторяется и не объясняется внешними помехами или трением поверхностей.

Расчеты показали, что причина может быть в асимметрии на границах зерен — участках между множеством маленьких кристаллов внутри мембраны. При изгибе там накапливается поляризация заряда, из-за чего между верхней и нижней сторонами возникает напряжение.

Открытие может пригодиться для микродатчиков, миниатюрных энергетических систем и медицинских имплантов. Алмаз химически стабилен, биосовместим и нетоксичен, поэтому такие мембраны потенциально можно использовать как самопитающиеся сенсоры внутри организма.