Электростатическое отклонение (конструктивный элемент)

В молекулярной физике / нанотехнологии электростатическое отклонение — это деформация балочной структуры/элемента, изогнутого электрическим полем ( рис. 1). Это может быть вызвано взаимодействием между электростатическими полями и эффектами чистого заряда или электрической поляризации . Балочная структура/элемент обычно консольная (закреплена на одном из своих концов). В наноматериалах углеродные нанотрубки (УНТ) являются типичными для электростатических отклонений.

Механизмы электрического отклонения, вызванного электрической поляризацией, можно понять следующим образом:

Как показано на рис. 2, когда материал помещается в электрическое поле (E), поле стремится сместить положительный заряд (в красном) и отрицательный заряд (в синем) в противоположных направлениях. Таким образом, создаются индуцированные диполи . На рис. 3 показана балкообразная структура/элемент в электрическом поле . Взаимодействие между молекулярным дипольным моментом и электрическим полем приводит к индуцированному крутящему моменту (T). Затем этот крутящий момент стремится выровнять луч по направлению поля.

В случае консольной УНТ (рис. 1) она будет согнута в направлении поля. Между тем, электрически индуцированный крутящий момент и жесткость УНТ конкурируют друг с другом. Эта деформация наблюдалась в экспериментах. ^{[1] [2]} Это свойство является важной характеристикой для УНТ, перспективных для применения в наноэлектромеханических системах , а также для их изготовления, разделения и электроманипуляции . Недавно было сообщено о нескольких наноэлектромеханических системах на основе консольных УНТ, таких как: нанореле, ^{[3] [4]} нанопереключатели, ^[5] нанопинцеты ^[6] и устройства обратной связи ^[7] , которые предназначены для использования в памяти , считывании или приведении в действие. Кроме того, были проведены теоретические исследования, чтобы попытаться получить полное представление об электрическом отклонении углеродных нанотрубок . ^[8]