Fremskridt inden for piezoelektriske kompositter muliggør udnyttelse og fortolkning af kinetisk energi

In a tidligere artikel, we discussed piezoelectric materials, which remain cloaked in obscurity among the general public despite being commonly used across various industries.  Behind the scenes, this is not the case, as scientists remain hard at work developing new and ever more efficient piezoelectric composites that are on the cusp of opening up new applications where kinetic energy must be harnessed and monitored.

Dette blev for nylig fremhævet i et papir published in the Wiley Online Library, which saw the development and integration of a flexible piezoelectric composite into sporting equipment with the purpose of offering battery-free sensors monitoring impacts, steps, and more.  The composite was successfully developed through the use of unidirectional carbon fibers, which were used as a means of reinforcement meant to give the piezoelectric material the necessary durability for real-world applications.

En opfriskning

As our understanding of material science continues to increase, so does the potential behind materials that boast piezoelectric properties.  With that in mind, a refresher on how piezoelectric materials may be due.  The following is an excerpt from a past article of ours looking at these useful substances.

Piezoelektriske materialer gør det muligt for os at udnytte kinetisk energi ved at omdanne kraft til en elektrisk ladning. Først defineret af Curie-brødrene i 1880, er piezoelektricitet blevet et grundlæggende princip, der udnyttes i moderne teknologi.

Piezoelektricitet refererer til et stofs evne til at producere en elektrisk ladning, når mekanisk belastning påføres. Denne elektriske ladning produceres ved tvungen asymmetri. I piezoelektriske materialer adskilles positive og negative ladninger fra hinanden, mens de forbliver justeret i et symmetrisk mønster. Når mekanisk belastning påføres stoffet, går denne symmetri tabt, hvilket resulterer i produktionen af en elektrisk ladning.

PVDF beta-fase.

En anden unik egenskab ved materialerne er den tilfældige natur og tilstedeværelse af Weiss-domæner (magnetisk orienteret uden ekstern magnetisk påvirkning).

Det blev senere opdaget, at de samme materialer udviste en direkte invers egenskab til den elektriske effekt. Det blev fundet, at hvis en elektrisk ladning påføres materialet, vil gentagelig mekanisk deformation forekomme inden i materialet. Denne opdagelse gav stor nytte for sådanne materialer, da den i bund og grund fordoblede deres potentielle anvendelsesområder.

På CES 2024

DeRUCCI Group introducerede en ny linje af søvn sundhedsteknologier, herunder smarte madrasser og forskellige andre smarte Internet of Things (IoT) løsninger designet til sundere søvn. Disse madrasser indeholder avancerede funktioner såsom AI søvn-/sundhedssensorer og luftstøtteenheder med piezoelektriske keramiksensorer, som sammen med avanceret AI søvnovervågning muliggør automatiske højde- og fasthedstilpasninger.

Goertek Inc. skabte også opmærksomhed med et bredt udvalg af produkter på begivenheden. Blandt deres tilbud var fremskridt inden for bil-elektronik, herunder en køretøjscentralkonsol, der integrerer piezoelektrisk taktil feedback-teknologi. Denne innovation repræsenterer et skridt fremad i forbedring af den interaktive oplevelse i køretøjer.

Boreas Technologies fremviste et innovativt produkt inden for robotik, specifikt deres “Boréas Solid-State Piezo Haptic Buttons.” Dette produkt beskrives som en betydelig fremgang inden for haptisk teknologi, der bruger piezoelektriske materialer til at skabe en mere taktil og responsiv brugeroplevelse.

These products highlight the versatile nature of piezoelectric materials across different sectors, demonstrating their growing importance in the development of smart, responsive technologies.