Il nuovo materiale potrebbe essere utilizzato per sviluppare dispositivi che convertono la pressione sanguigna in una fonte di energia per pacemaker. Credito:immagine del pacemaker di Lucien Monfils, con licenza Creative Commons Attribuzione-Condividi allo stesso modo 3.0 Unported, 2.5 Generico, Licenza generica 2.0 e generica 1.0.
Un nuovo tipo di ultra efficiente, il materiale nanosottile potrebbe far progredire l'elettronica autoalimentata, tecnologie indossabili e persino consegnare pacemaker alimentati dai battiti cardiaci.
Il materiale piezoelettrico flessibile e stampabile, che può convertire la pressione meccanica in energia elettrica, è stato sviluppato da un team di ricerca australiano guidato dalla RMIT University.
è 100, 000 volte più sottile di un capello umano e l'800% più efficiente di altri piezoelettrici basati su materiali simili non tossici.
È importante sottolineare che i ricercatori affermano che può essere facilmente fabbricato attraverso un metodo conveniente e scalabile dal punto di vista commerciale, utilizzando metalli liquidi.
Il ricercatore capo Dr. Nasir Mahmood ha detto che il materiale, dettagliato in una nuova Materiali oggi studio, è stato un passo importante verso la realizzazione del pieno potenziale del movimento guidato, dispositivi per la raccolta di energia.
"Fino ad ora, i più performanti piezoelettrici nano-sottili sono stati basati su piombo, un materiale tossico non adatto all'uso biomedico, "Mahmood, un ricercatore del vice-cancelliere presso RMIT, disse.
"Il nostro nuovo materiale è a base di ossido di zinco non tossico, che è anche leggero e compatibile con il silicio, facilitando l'integrazione nell'elettronica attuale.
"È così efficiente che tutto ciò di cui hai bisogno è un singolo strato di 1,1 nanometri del nostro materiale per produrre tutta l'energia necessaria per un nanodispositivo completamente autoalimentato".
Le potenziali applicazioni biomediche del materiale includono biosensori interni e biotecnologie autoalimentate, come i dispositivi che convertono la pressione sanguigna in una fonte di alimentazione per pacemaker.
Immagine ingrandita che mostra fogli nanosottili del nuovo tipo di ultra-efficiente, materiale piezoelettrico flessibile e stampabile. Credito:Università RMIT
I piezoelettrici nanosottili potrebbero essere utilizzati anche nello sviluppo di sensori di oscillazione intelligenti per rilevare guasti in infrastrutture come edifici e ponti, soprattutto nelle regioni a rischio sismico.
Esempi di tecnologie di raccolta dell'energia che potrebbero essere fornite integrando il nuovo materiale includono scarpe da corsa intelligenti per caricare telefoni cellulari e percorsi pedonali intelligenti che sfruttano l'energia dei passi.
Nanogeneratore flessibile:come è fatto il materiale
Il nuovo materiale è prodotto utilizzando un approccio di stampa a metallo liquido, pioniere all'RMIT.
L'ossido di zinco viene prima riscaldato finché non diventa liquido. Questo metallo liquido, una volta esposto all'ossigeno, forma uno strato nano-sottile sulla parte superiore, come la pelle sul latte riscaldato quando si raffredda.
Il metallo viene quindi rotolato su una superficie, per stampare fogli nanosottili della "pelle" di ossido di zinco.
La tecnica innovativa può produrre rapidamente lastre di materiale su larga scala ed è compatibile con qualsiasi processo produttivo, compresa l'elaborazione roll-to-roll (R2R).
I ricercatori stanno ora lavorando su rilevatori a ultrasuoni da utilizzare nella difesa e nel monitoraggio delle infrastrutture, oltre a studiare lo sviluppo di nanogeneratori per la raccolta di energia meccanica.
"Siamo ansiosi di esplorare opportunità di collaborazione commerciale e lavorare con le industrie pertinenti per portare sul mercato i futuri nanodispositivi generatori di energia, " disse Mahmood.
