Theo các tác giả, các cảm biến làm từ màng polymer có chứa các hạt nano sắt có thể cạnh tranh với các vật liệu tương tự bằng kim loại-gốm vì chúng linh hoạt, tương thích sinh học và có chi phí sản xuất thấp hơn. Kết quả được trình bày trên tạp chí Physics of Metals and Metallography.
Vô lăng ô tô, bàn đạp ga và phanh, đồng hồ thông minh theo dõi nhịp tim và chuyển động, các thiết bị hiện đại khác đều chứa các cảm biến nhạy cảm chuyển đổi từ trường bên ngoài thành điện năng, theo Đại học Liên bang Baltic Immanuel Kant (IKBFU).
Các cảm biến này thường được làm từ kim loại và các vật liệu từ tính khác (như ferit) và gốm, điều này hạn chế tuổi thọ của các bộ phận "nhạy cảm" của thiết bị và làm tăng chi phí của chúng, Artem Ignatov, nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nano- và vi từ học của IKBFU, giải thích.
Các nhà khoa học của trường đại học đang nghiên cứu tạo ra các vật liệu thay thế dựa trên các vật liệu composite polymer linh hoạt chứa các hạt nano từ tính. Cấu trúc của nền polymer quyết định khả năng chuyển đổi cường độ từ trường bên ngoài thành tín hiệu điện của vật liệu, tín hiệu này được các bộ phận của thiết bị y tế hoặc máy móc cảm nhận.
Các nhà nghiên cứu của trường đại học đã xác định rằng việc sấy khô chậm các màng polymer dùng cho cảm biến từ tính giúp chúng nhạy cảm với từ trường hơn gấp rưỡi so với phương pháp xử lý nhanh ở nhiệt độ cao. Một kỹ thuật sản xuất "nhẹ nhàng" hơn cho các linh kiện như vậy có thể giúp việc sản xuất các bộ phận cho các thiết bị hiện có và thiết bị điện tử đeo được, chẳng hạn như máy đo nồng độ oxy trong máu hoặc đồng hồ thông minh, trở nên tiết kiệm chi phí hơn. Mặc dù thời gian sấy khô lâu hơn, nhưng phương pháp này không cần thêm điện năng, Artem Ignatov giải thích.
"Chỉ số chính trong nghiên cứu này là hệ số từ điện α₃₃. Nó cho thấy vật liệu chuyển đổi lực từ thành tín hiệu điện hiệu quả như thế nào. Đối với mẫu tốt nhất, hệ số này là 35 mV/(cm Oe) (millivolt trên centimet và Oersted), trong khi đối với mẫu được sấy khô ở nhiệt độ cao, nó là 20 mV/(cm Oe)", - Ignatov nói thêm.
Chuyên gia giải thích rằng quá trình sấy khô nhanh ở nhiệt độ cao khiến các hạt nano từ tính "vón cục" lại với nhau, tương tự như cách bánh mì được nướng quá sát nhau. Sự hình thành các cụm này làm giảm khả năng chịu lực từ của vật liệu.
Chính ý tưởng kiểm soát các đặc tính của vật liệu thông qua các điều kiện xử lý công nghệ có thể được sử dụng trong nhiều loại trung tâm khoa học và kỹ thuật để tạo ra các thiết bị phục vụ các mục đích hoàn toàn khác nhau, nhà khoa học nhấn mạnh.