I semiconduttori, come il silicio e alcuni composti, sono materiali che presentano proprietà intermedie a quelle dei conduttori e degli isolanti. Mentre l'uso convenzionale dei semiconduttori prevede il controllo del flusso di elettroni per i dispositivi elettronici, l'effetto flessoelettrico introduce una dimensione completamente nuova nella loro funzionalità.
I ricercatori hanno scoperto che quando un semiconduttore è sottoposto a flessione o deformazione meccanica, genera una minuscola corrente elettrica. Questa corrente è dovuta all'asimmetria intrinseca nel reticolo cristallino del semiconduttore. Quando il materiale viene piegato, l'asimmetria provoca una separazione delle cariche positive e negative, determinando una differenza di potenziale elettrico.
L'entità della tensione generata dipende dal grado di flessione e dalle proprietà del materiale. I ricercatori hanno osservato che alcuni materiali semiconduttori, come il nitruro di gallio e l’ossido di zinco, mostravano un effetto flessoelettrico più pronunciato rispetto ad altri. Questa scoperta apre interessanti possibilità per l’ottimizzazione dei materiali e della progettazione dei dispositivi per migliorare la generazione di energia.
Le implicazioni pratiche di questa scoperta sono vaste. La raccolta di energia da fonti meccaniche, come vibrazioni, flessione o deformazioni, può essere realizzata integrando dispositivi semiconduttori flessibili in strutture e oggetti. Questa tecnologia è promettente per alimentare piccoli dispositivi elettronici, sensori e sistemi ancora più grandi.
Inoltre, l’effetto flessoelettrico può essere combinato con altri meccanismi di raccolta di energia, come effetti piezoelettrici o triboelettrici, per creare dispositivi ibridi in grado di catturare energia da più fonti. Questo approccio multimodale può migliorare significativamente l’efficienza e l’affidabilità dei sistemi di raccolta dell’energia.
I risultati di questo gruppo di ricerca rappresentano un grande passo avanti nel campo della raccolta di energia e aprono la strada allo sviluppo di dispositivi innovativi in grado di estrarre elettricità dalle nostre interazioni quotidiane con il mondo fisico. Man mano che la ricerca continua, possiamo aspettarci di vedere l’integrazione dei semiconduttori flessoelettrici in varie applicazioni, che vanno dall’elettronica indossabile agli raccoglitori di energia strutturale, portando a un uso più sostenibile ed efficiente dell’energia.
