ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРЕТНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИЛАКТИДНЫХ ПЛАСТИНОК С ВОЗДУШНЫМИ ПОЛОСТЯМИ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ 3D-ПЕЧАТИ

Аннотация

Полимерные электреты становятся ключевыми материалами для создания сенсоров и пьезоэлектрических устройств в электронике. Технология 3D-печати открывает новые возможности для формирования сложных электретных структур с регулируемой микроструктурой, включая создание образцов с воздушными полостями. Целью настоящей работы является изучение влияния структуры пластинок из полилактида, полученных методом послойного наплавления, с различным количеством воздушных полостей на их электретные (потенциал поверхности) и пьезоэлектрические (пьезокоэффициент d₃₃) свойства. Результаты исследования показали, что пластинки, напечатанные из цветных филаментов, демонстрируют лучшие электретные и пьезоэлектрические характеристики, чем изготовленные из натурального полилактида, вероятно, из-за образования уникальных зарядовых ловушек на границе фаз «полимер – краситель». Воздушные полости в объеме полилактидных пластинок способствуют увеличению стабильности заряда электретов за счет создания дополнительных зарядовых ловушек, что проявляется в повышении поверхностного потенциала на стадии его стабилизации, но только до определенного содержания (50 % в среднем слое пластинок), превышение которого ведет к ухудшению электретных свойств, связанное с недостаточным количеством полимерного материала и возможным нарушением целостности верхнего слоя пластинок. Работа демонстрирует перспективность использования аддитивных технологий для создания функциональных полимерных электретных материалов для устройств электроники.