Исследователи из Политехнического института Ренсселера представили материал, который вырабатывает электричество при сжатии или воздействии вибраций. Он представляет собой полимерную плёнку, пропитанную соединением халькогенидного перовскита.
Отличие материала в том, что он не содержит свинца и может использоваться на транспорте, объектах инфраструктуры, а также в биомедицинских приложениях. Например, он может применяться для разработки заряжающих автомобиль шин или небоскрёбов, которые генерируют электричество при микровибрациях.
Энергособирающая пленка толщиной всего 0,3 мм позволила учёным воспроизвести пьезоэлектрический эффект. «По сути, материал преобразует механическую энергию в электрическую — чем больше приложенная нагрузка давления и чем больше площадь поверхности, на которую оказывается давление, тем больше этот эффект», — отметили исследователи. Амплитуда пьезоэлектрического отклика плёнки BaZrS3 при различных напряжениях от 2 до 6 В
Пьезоэлектрический эффект возникает в материалах, где отсутствует структурная симметрия. Под действием напряжения пьезоэлектрические материалы деформируются таким образом, чтобы создавать «дипольный момент».
Новый материал содержит барий, цирконий и серу. Исследователи проверили его способность вырабатывать электричество, подвергая его различным воздействиям. По материалу ходили, бегали, стучали и хлопали. Исследователи обнаружили, что материал вырабатывал достаточно электричества для питания даже светодиодных батарей.Структура и конфигурация нагрузки
В дальнейшем учёные изучат всё семейство соединений халькогенидов перовскита в поисках тех, которые демонстрируют ещё более сильный пьезоэлектрический эффект.
Между тем учёные МФТИ выяснили, что плёнки оксида гафния нестандартной геометрии ведут себя как хороший пьезоэлектрик и позволят создавать новые электромеханические моторы микро- и наномасштаба, которые управляются электрическим напряжением: миниатюрных перемещателей, подвижных и настраиваемых микролинз, ключей в электрической цепи, инжекторов микродоз лекарства и т.д.
Источник новости: habr.com
