Piezoelektriset Materiaalit – Tuntematon Voimanlähde

Uusien käytännön sovellusten kehittyessä joka päivä, piezoelektriselle teollisuudelle ennustetaan kasvavan noin 41 miljardiin dollariin seuraavien kolmen vuoden aikana, ja sen vuosittainen kasvuvauhti on lähes 6 %. Tämä kasvu mahdollistaa edistyneiden, amorfisten ja eloksoituisten piezoelektristen polymereiden kehittämisen ja soveltamisen nykymaailmassa.

Mitä ovat piezoelektriset materiaalit?

Piezoelektriset materiaalit mahdollistavat meidän hyödyntää kinetiistä energiaa muuttamalla voiman sähköiseksi lataukseksi. Curie-veljekset määrittivät ensimmäisen kerran piezoelektrisuuden vuonna 1880, ja se on nykyään modernin teknologian perusperiaate.

Piezoelektrisuus viittaa aineen kykyyn tuottaa sähköistä latausta, kun siihen kohdistetaan mekaanista jännitystä. Tämä sähköinen lataus tuotetaan pakotun epäsymmetrian kautta. Piezoelektrisissä materiaaleissa positiiviset ja negatiiviset varaukset erottuvat toisistaan, mutta säilyvät symmetrisessä järjestyksessä. Kun mekaanista jännitystä kohdistetaan aineeseen, tämä symmetria katoaa, ja seurauksena on sähköisen latauksen tuotanto.

PVDF beta-vaihe.

Toinen ainutlaatuinen ominaisuus näissä materiaaleissa on satunnainen luonne ja Weiss-alueiden (magneettisesti suunnattu ilman ulkoista magneettista vaikutusta) läsnäolo.

Myöhemmin havaittiin, että nämä materiaalit osoittavat suoran käänten lakiin perustuvan ominaisuuden sähköisen vaikutuksen suhteen. Havaittiin, että kun sähköinen lataus kohdistettiin materiaaliin, toistuva mekaaninen muodonmuutos tapahtui materiaalissa. Tämä havainto antoi suuren hyödyn näille materiaaleille, koska se käytännössä kaksinkertaisti niiden potentiaaliset sovellukset.

Valmistajat ja innovaattorit

Ennen kuin ryhdyämme tarkastelemaan esimerkkejä todellisista sovelluksista, seuraavat kolme johtavaa yritystä hyödyntävät piezoelektrisiä materiaaleja monissa tuotteissa, jotka ovat olennaisia modernissa elektroniikassa.

Huomionarvoista on, että Barronin analyytikot luokittelevat jokaisen seuraavista osakkeista joko “yli” tai “osta”.

Stoneridge (SRI)