Elektrostatisk avböjning (strukturelement)

För elektrostatisk avböjning av en ström av laddade partiklar, se Elektrostatisk avböjning .

Inom molekylär fysik / nanoteknik är elektrostatisk avböjning deformationen av en stråleliknande struktur/element böjd av ett elektriskt fält (Fig. 1). Det kan bero på interaktion mellan elektrostatiska fält och nettoladdning eller elektriska polarisationseffekter . Den balkliknande strukturen/elementet är i allmänhet fribärande (fixeras i en av dess ändar). I nanomaterial är kolnanorör (CNT) typiska för elektrostatiska avböjningar .

Mekanismer för elektrisk avböjning på grund av elektrisk polarisation kan förstås enligt följande:

Som visas i Fig. 2, när ett material förs in i ett elektriskt fält (E), tenderar fältet att förskjuta den positiva laddningen (i rött) och den negativa laddningen (i blått) i motsatta riktningar. Sålunda skapas inducerade dipoler . Fig. 3 visar en balkliknande struktur/element i ett elektriskt fält . Interaktionen mellan det molekylära dipolmomentet och det elektriska fältet resulterar i ett inducerat vridmoment (T). Då tenderar detta vridmoment att rikta in strålen mot fältets riktning.

I fallet med en fribärande CNT (fig. 1), skulle den böjas i fältriktningen. Samtidigt konkurrerar det elektriskt inducerade vridmomentet och styvheten hos CNT mot varandra. Denna deformation har observerats i experiment. Denna egenskap är en viktig egenskap för CNTs lovande nanoelektromekaniska systemtillämpningar , såväl som för deras tillverkning, separation och elektromanipulation . Nyligen har flera nanoelektromekaniska system baserade på fribärande CNT:er rapporterats såsom: nanorelays, nanoswitches, nanotweezers och feedback-enheter som är designade för användning av minne , avkänning eller aktivering. Dessutom har teoretiska studier genomförts för att försöka få en fullständig förståelse för den elektriska avböjningen av kolnanorör .