Menu Principal

Etranglés cristaux de fournir plus de volts par secousse

Total vues: 386
Word Count: 752

Une découverte par des scientifiques de la Carnegie Institution a ouvert la porte à une nouvelle génération de matériaux piézoélectriques qui peut convertir mécanique en électricité et vice-versa, peut-être en réduisant les coûts et en augmentant les performances dans une multitude d'applications allant du diagnostic médical à Technologies énergétiques écologiques.

High-performance des matériaux piézoélectriques utilisés aujourd'hui, comme ceux de sondes d'échographie médicale, sont spécialement cultivés cristaux de composition mixte connu sous le nom de "solides solutions», ce qui les rend difficiles à étudier et coûteux à fabriquer. Mais en janvier 31, une équipe de recherche dirigée par * Ronald Cohen Russell Hemley et de la Carnegie Institution's Geophysical rapport de laboratoire à haute pression que les cristaux purs de titanate de plomb preuve de la même transitions vu dans des matériaux plus complexes. Par ailleurs, la théorie prédit que le titanate de plomb sous pression piézoélectriques a la plus grande réponse de tout matériel connu. Cela suggère la possibilité d'excitant à faible coût mais extrêmement performant piezoelectrics.

"Le plus utile matériaux piézoélectriques ont un éventail de compositions appelés morphotopic phase de la frontière, où la structure cristalline et les modifications des propriétés piézoélectriques sont maximales", explique Muhtar Ahart, co-auteur de l'étude. "Celles-ci sont généralement complexes, l'ingénierie, des solutions solides. Mais nous avons montré que pure composés peuvent afficher une phase morphotopic frontière sous la pression."

Pour l'étude, les chercheurs ont mis en poudre de cristaux de titanate de plomb dans un appareil appelé cellule enclume de diamant, ce qui peut générer des pressions supérieures à celles au centre de la Terre. Ils ont surveillé les changements de structure cristalline à haute pression en utilisant l'énergie des faisceaux de rayons X de l'Advanced Photon Source au Laboratoire national d'Argonne dans l'Illinois. Grâce à ces données et de calculs basés sur les premiers calculs théoriques principe, les chercheurs ont pu déterminer les propriétés piézoélectriques des cristaux purs à différentes pressions.

«Il s'avère que les microstructures complexes ou compositions ne sont pas nécessaires pour obtenir piezoelectricity forte», dit Ahart.

L'utilisation de piezoelectrics a explosé ces dernières années et est en pleine expansion. Leur capacité à convertir de l'énergie mécanique à l'énergie électrique, et vice-versa en a fait une valeur inestimable pour les transducteurs acoustiques de sonar et l'échographie médicale, et de minuscules, de haute précision, les pompes et les moteurs à des fins médicales et d'autres applications. High-performance piezoelectrics ont également ouvert de nouvelles possibilités de "récolte d'énergie," en utilisant le mouvement et les vibrations ambiante pour produire de l'électricité, où des piles ou d'autres sources d'énergie sont impraticables ou indisponibles.

«C'est un domaine dans lequel la théorie, d'expérimentation, le développement matériel et travailler côte-à-côte", déclare Ronald Cohen, un personnel scientifique à la Carnegie Institution et co-auteur de l'étude. «La délimitation de la physique sous-jacente de matériaux piézo-électrique, il sera plus facile de développer de nouveaux matériaux et à améliorer ceux qui existent déjà. Nous sommes maintenant prêts à l'orée de immensément élargi les applications de ces technologies."

----------------------------
Article adapté par Medical News Today de l'original du communiqué de presse.
----- -----------------------

Ce travail a été parrainé par le Bureau de la recherche navale. Un appui a également été reçue de la Carnegie / Department of Energy Alliance Center (CADC). Haute pression, la diffraction de rayons X à la HPCAT installation d'Advanced Photon Source a été appuyée par le DOE-BES, le DOE-NNSA (CADC), et la fondation WM Keck. L'utilisation de l'Advanced Photon Source a été appuyé par le US Department of Energy, Office of Science, Office of Basic Energy Sciences.

Auteurs: Muhtar Ahart, Maddury Somayazulu, RE Cohen, P. Ganesh, Przemyslaw Dera, Ho-kwang Mao, Russell J. Hemley, Yang Ren, Peter Liermann, et Wu Zhigang.

La Carnegie Institution (www.CIW.edu) a fait oeuvre de pionnier dans la recherche scientifique fondamentale depuis 1902. Il s'agit d'une entreprise privée, organisation à but non lucratif, avec six départements de recherche à travers les Etats-Unis sont des leaders Carnegie scientifiques en biologie végétale, biologie du développement, de l'astronomie, la science des matériaux, l'écologie mondiale, et de la Terre et des sciences planétaires.

Source: Muhtar Ahart
Carnegie Institution

Partagez cet article à:
Add this page to Delicious