Vật liệu lai không chì biến chuyển động thành điện tích mạnh mẽ

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Birmingham, Oxford và Bristol đã phát triển một vật liệu điện áp điện hybrid mới không chứa chì dựa trên iodua bismuth, có khả năng chuyển đổi hiệu quả chuyển động cơ học thành điện năng. Vật liệu mềm dẻo, bền bỉ này có hiệu suất tương đương với các loại gốm truyền thống chứa chì như zirconat titanat chì (PZT) nhưng tránh được các nguy cơ về môi trường và sức khỏe liên quan đến chì. Khác với PZT, vốn cần xử lý ở nhiệt độ cao (~1000°C), vật liệu hybrid iodua bismuth có thể được tổng hợp ở nhiệt độ phòng, giúp quá trình sản xuất trở nên dễ dàng và thân thiện với môi trường hơn. Đột phá này hứa hẹn cung cấp năng lượng cho các cảm biến, thiết bị đeo, cấy ghép y tế và điện tử linh hoạt theo cách bền vững hơn. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các kỹ thuật đặc trưng tiên tiến, bao gồm nhiễu xạ tia X tinh thể đơn và cộng hưởng từ hạt nhân trạng thái rắn (NMR), để phát hiện rằng liên kết halogen giữa các thành phần hữu cơ và vô cơ là yếu tố then chốt đối với tính chất điện áp điện của vật liệu. Liên kết này tạo ra một sự bất ổn cấu trúc tinh tế làm phá vỡ đối xứng, tăng cường phản ứng điện áp điện mà không gặp phải những hạn chế của các vật liệu truyền thống.