La colaboración RMIT-UNSW aplica la síntesis de metal líquido a piezoeléctricos, avanzando en el futuro electrónica flexible y portátil y biosensores que obtienen su poder de los movimientos del cuerpo.
Se predice que materiales como el monosulfuro de estaño atómicamente delgado SnS exhiben fuertes propiedades piezoeléctricas, convirtiendo fuerzas mecánicas o movimiento en energía eléctrica.
Esta propiedad, junto con su flexibilidad inherente, los convierte en candidatos probables para desarrollar nanogeneradores flexibles que podrían usarse en dispositivos electrónicos portátiles o biosensores internos autoalimentados.
Sin embargo, hasta la fecha, este potencial se ha visto limitado por las limitaciones en la síntesis de monosulfuro de estaño monocristalino altamente cristalino y otros monochalcogenuros del grupo IV, con dificultades causadas por un fuerte acoplamiento entre capas.
El nuevo estudio resuelve este problema aplicando una nueva técnica de metal líquido, desarrollada en RMIT, para sintetizar los materiales.
Las mediciones posteriores confirman que el monosulfuro de estaño sintetizado usando el nuevo método muestra excelentes propiedades electrónicas y piezoeléctricas.
El monoesulfuro de estaño monocapa estable y flexible resultante puede incorporarse en una variedad de dispositivos para la recolección eficiente de energía.
El trabajo comenzó hace más de dos años y medio y el sólido trabajo de colaboración entre RMIT y UNSW permitió su realización. La Sra. Hareem Khan, la primera autora del artículo, mostró una notable perseverancia para superar muchos desafíos técnicos para demostrar la viabilidad del concepto, con el profesor Yongxiang Li.
SÍNTESIS DE METAL LÍQUIDO
La técnica de síntesis sin precedentes utilizada implica la exfoliación de van der Waals de un sulfuro de estaño SnS, que se forma en la superficie del estaño cuando se funde, mientras se expone al ambiente del gas de sulfuro de hidrógeno H2S. H2Sse descompone en la interfaz y sulfura la superficie de la masa fundida para formar SnS.
La técnica es igualmente aplicable a otro monochalcogenuro del grupo IV de monocapa, que se predice que exhiben la misma fuerte piezoelectricidad.
Este método basado en metal líquido nos permite extraer monocapas homogéneas y a gran escala de SnS con límites mínimos de grano.
Las mediciones confirman que el material tiene una alta movilidad del portador y un coeficiente piezoeléctrico, lo que se traduce en valores pico excepcionales de voltaje generado y potencia de carga para una cepa aplicada particular, impresionantemente más alta que cualquier otro nanogenerador 2D previamente reportado.
También se demuestra la alta durabilidad y flexibilidad de los dispositivos.
Esto es evidencia de que la muy estable capa mono sintetizada SnS puede implementarse comercialmente en nanodispositivos generadores de energía.
También se pueden usar para desarrollar transductores para cosechar movimientos humanos mecánicos, de acuerdo con las inclinaciones tecnológicas actuales hacia la electrónica inteligente, portátil y flexible.
Los resultados son un paso hacia dispositivos de captación de energía portátiles, flexibles y con base piezoeléctrica.
También presenta una técnica de síntesis sin precedentes para monocapas de monosulfuro de estaño a gran escala oblea.
MATERIALES PIEZOELÉCTRICOS
Los materiales piezoeléctricos pueden convertir la fuerza mecánica aplicada o la tensión en energía eléctrica.
Mejor conocido por su nombre en el simple encendedor 'piezoeléctrico' utilizado para barbacoas de gas y estufas, los dispositivos piezoeléctricos que detectan cambios repentinos en la aceleración se utilizan para activar las bolsas de aire del vehículo, y los dispositivos más sensibles reconocen los cambios de orientación en los teléfonos móviles, oforman la base de los sensores de sonido y presión.
Incluso los materiales piezoeléctricos más sensibles pueden aprovechar los pequeños voltajes generados por un desplazamiento mecánico extremadamente pequeño, vibración, flexión o estiramiento para alimentar dispositivos miniaturizados, por ejemplo, biosensores incrustados en el cuerpo humano, eliminando la necesidad de una fuente de energía externa.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de excelencia ARC en futuras tecnologías electrónicas de baja energía . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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