Ученые из Лаборатории теоретической физики ОИЯИ и научных центров Румынии и Чехии провели углубленный анализ электрических и магнитных свойств материалов, основанных на нанотрубках полипиррола и наночастицах магнетита (PPyM), встроенных в матрицу на основе силиконового масла. Выявленные способности к модуляции электрических, магнитных и реологических характеристик делают данные композиты перспективными кандидатами для передовых применений, таких как сенсорные технологии, системы приведения в действие и решения для хранения энергии.

Одним из ключевых выводов исследования стала двойственная природа композита, а именно его поведение, аналогичное как электро-, так и магнитореологическим суспензиям. Эта уникальная двойственность проявляется в реакции материала на изменение интенсивности электрических и магнитных полей.

Исследование сосредоточено на изучении электрических свойств композита, включая его диэлектрическую проницаемость и коэффициент диэлектрических потерь. Помимо этого, был проведен обширный анализ реологических характеристик материала, с особым акцентом на изменение его вязкости в ответ на электромагнитные воздействия. Это свойство в особенности подчеркивает двойственную природу отклика материала.

Применяя специально разработанную экспериментальную установку, ученые интегрировали композит в элемент пассивной электрической цепи, подвергаемый воздействию переменных электрических полей. Этот методологический подход позволил точно измерить реакцию материала в терминах сопротивления, емкости и заряда при различных условиях воздействия полей.

Результаты продемонстрировали значительные изменения в электрической проводимости и реологических характеристиках материала, которые существенно зависят от интенсивности приложенных полей. Эти выводы способствуют углублению понимания электро- и магнитореологических свойств магнитных композитов на основе PPyM, а также подчеркивают их потенциал для применения в умных материалах.

Статья об исследовании опубликована в журнале Smart Materials and Structures в мае 2024 года. Объединенный институт ядерных исследований в числе авторов представляет заместитель директора ЛТФ ОИЯИ по научной работе Эуджен Аницаш.