Наука 20 июля 2026

Пьезоэлектрический полиамид 11: новый шаг к экологичной носимой электронике

Исследовательская группа из Южной Кореи разработала метод превращения биоосновного полиамида 11 (PA11) в эффективный пьезоэлектрический материал без добавления каких-либо неорганических наполнителей. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal.

Полиамид 11, получаемый из возобновляемого растительного сырья (касторового масла), широко известен своей высокой механической прочностью и химической стойкостью. Однако для придания ему пьезоэлектрических свойств — способности генерировать электрический ток при механической деформации — ранее требовалось вводить дорогостоящие и экологически опасные добавки. Корейским учёным удалось решить эту проблему, воздействуя на кристаллическую структуру полимера на молекулярном уровне.

Суть метода

Ключевая инновация заключается в использовании небольшой органической молекулы — триметилендиамина (TMDA). Это вещество не остаётся в конечном материале в виде добавки, а выполняет роль «структурного катализатора»: оно запускает процесс реорганизации водородных связей между полимерными цепями. В результате формируется новая кристаллическая форма — γ'-кристаллическая фаза, которая отсутствует в исходном PA11 и отвечает за пьезоэлектрический отклик.

После обработки TMDA и последующей термической выдержки полимер приобретает стабильную пьезоэлектрическую активность без каких-либо остаточных примесей. Это делает материал полностью безопасным для использования в медицинских датчиках и носимых устройствах.

Стабильность и перспективы

Важнейшим преимуществом разработки стала высокая стабильность материала. После 3000 циклов механического нагружения пьезоэлектрические характеристики сохранились на 100%, что подтверждает потенциал PA11 для создания надёжных гибких датчиков и генераторов энергии для носимой электроники.

Разработанный метод является не только «чистым» (filler-free), но и экономически эффективным: TMDA легко удаляется из полимера простым нагревом, что исключает дополнительные стадии очистки. Это открывает путь к промышленному масштабированию технологии для производства экологичных самопитающихся датчиков, систем мониторинга здоровья и элементов «интернета вещей».