Avanços em Compostos Piezoelétricos Permitem Capturar e Interpretar Energia Cinética

Em um artigo anterior, discutimos materiais piezoelétricos, que permanecem envoltos em obscuridade entre o público geral, apesar de serem amplamente usados em várias indústrias.  Por trás dos bastidores, isso não é verdade, pois os cientistas continuam trabalhando arduamente no desenvolvimento de novos e cada vez mais eficientes compostos piezoelétricos que estão prestes a abrir novas aplicações onde a energia cinética deve ser capturada e monitorada.

Isso foi recentemente destacado em um artigo publicado na Wiley Online Library, que apresentou o desenvolvimento e a integração de um composto piezoelétrico flexível em equipamentos esportivos com o objetivo de oferecer sensores sem bateria que monitoram impactos, passos e mais.  O composto foi desenvolvido com sucesso por meio do uso de fibras de carbono unidirecionais, que foram usadas como meio de reforço para conferir ao material piezoelétrico a durabilidade necessária para aplicações do mundo real.

Uma Recapitulação

À medida que nossa compreensão da ciência dos materiais continua a crescer, também cresce o potencial por trás dos materiais que apresentam propriedades piezoelétricas.  Com isso em mente, um reforço sobre como os materiais piezoelétricos podem ser úteis.  A seguir, um trecho de um artigo anterior nosso que analisava essas substâncias úteis.

Os materiais piezoelétricos nos permitem capturar energia cinética, transformando força em carga elétrica.  Primeiro definidos pelos irmãos Curie em 1880, a piezoeletricidade tornou‑se um princípio fundamental explorado na tecnologia moderna.

A piezoeletricidade refere‑se à capacidade de uma substância produzir carga elétrica quando uma tensão mecânica é aplicada. Essa carga elétrica é produzida por assimetria forçada.  Nos materiais piezoelétricos, cargas positivas e negativas são separadas uma da outra, permanecendo alinhadas em um padrão simétrico.  Quando a tensão mecânica é aplicada à substância, essa simetria é perdida, resultando na produção de uma carga elétrica.

fase beta do PVDF.

Outra propriedade única dos materiais é a natureza aleatória e a presença de domínios de Weiss (orientados magneticamente sem influência magnética externa).

Posteriormente, descobriu‑se que esses mesmos materiais demonstravam uma propriedade inversa direta ao efeito elétrico.  Foi constatado que, se uma carga elétrica fosse aplicada ao material, ocorreria uma deformação mecânica repetível dentro do material.  Essa descoberta conferiu grande utilidade a tais materiais, pois essencialmente dobrava seus casos de uso potenciais.

Participando da CES 2024

DeRUCCI Group introduziu uma nova linha de tecnologias de saúde do sono, incluindo colchões inteligentes e várias outras soluções inteligentes de Internet das Coisas (IoT) projetadas para um sono mais saudável.  Esses colchões incorporam recursos avançados como sensores de sono/saúde baseados em IA e unidades de suporte de ar com sensores cerâmicos piezoelétricos, que, juntamente com monitoramento avançado de sono por IA, permitem ajustes automáticos de altura e firmeza.

Goertek Inc. também causou impacto com uma variedade de produtos no evento.  Entre suas ofertas estavam avanços em eletrônica automotiva, incluindo um console central veicular incorporando tecnologia de feedback tátil piezoelétrico. Essa inovação representa um passo na melhoria da experiência interativa nos veículos.

Boreas Technologies apresentou um produto inovador no campo da robótica, especificamente seus “Botões Hápicos Piezo de Estado Sólido Boréas”.  Este produto é descrito como representando um avanço significativo na tecnologia háptica, utilizando materiais piezoelétricos para criar uma experiência de usuário mais tátil e responsiva.

Esses produtos destacam a natureza versátil dos materiais piezoelétricos em diferentes setores, demonstrando sua crescente importância no desenvolvimento de tecnologias inteligentes e responsivas.