Jsme o krok blíže přístrojům, které budou nabíjet samy sebe

Finta spočívá čistě ve velikosti zařízení, zúžení vrstvy piezoelektrika, která je asi 5tisíckrát tenší než lidský vlas.

A co se od toho dá čekat? Příblížila se doba, kdy některá zařízení budou sama sebe napájet. Mohou to být třeba telefony, které se začnou nabíjet při pohybu, třeba když jimi hovoříme.

Výzkumníci o tom informovali v odborném časopise Physical Review B.

Piezoelektrický jev nastává v některých krystalických a keramických materiálech. Tahem nebo tlakem dojde k deformaci, kdy se ionty opačných nábojů posunou v krystalové mřížce tak, že elektrická těžiště záporných a kladných iontů, která v nezdeformovaném krystalu souhlasí, se od sebe vzdálí. Vznikne elektrický náboj a na určitých plochách krystalu se vytvoří napětí..

Takovéto piezoelektrické materiály jsou už léta využívány v piezoelektrických zapalovačích nebo mikrofonech,  kde na ně působí buď mechanický tlak nebo tlak zvukových vln.

Záleží na rozměrech

Ale chování piezoelektrických látek se může podstatně změnit, když se omezíme na nanometrické měřítko. Tahir Cagin a jeho kolegové z Texaské univerzity A&M zjistili, že pokud jsou piezoelektrické materiály silné jen kolem 20 nanometrů (miliardtin metru), vstupuje do hry nový jev.

Tento tzv. flexoelektrický jev vytváří napětí z kroucení a ohýbání materiálů, místo stlačování či natahování obvyklého při piezoelektrickém jevu.

Výzkumníci prokázali, že jev může být maximalizován v tenkých destičkách nanometrických rozměrů připomínajích vetknutý nosník, jsou tedy volné jen na jednom konci. Teoretické studie ukazují, že by flexoelektrický jev mohl až ztrojnásobit množství elektřiny dodávané z piezoelektrických materiálů.

To znamená, že by vhodně upravená piezoelektrika mohla přímo napájet malá zařízení nebo dobíjet baterie.