Científicos que buscan materiales sin plomo para su uso en sensores, Los actuadores y motores ultrasónicos han centrado recientemente sus esfuerzos en un tipo de cerámica comúnmente conocida como BCZT. Una nueva investigación realizada por físicos de la Universidad de Arkansas arroja luz sobre cómo funciona este material, proporcionando información que puede resultar en el desarrollo de otros materiales sin plomo.

La búsqueda de una alternativa sin plomo que genere una fuerte respuesta piezoeléctrica:la conversión de energía mecánica en energía eléctrica, y viceversa - a temperatura ambiente es, en parte, debido a restricciones sobre sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos. BCZT, una abreviatura del compuesto químico titanato de circonato de calcio y bario, se ha mostrado prometedor, pero hasta la fecha, los científicos no han entendido completamente por qué.

"En BCZT, un material sin plomo, Se ha medido que la respuesta piezoeléctrica es muy grande, mientras que el origen microscópico del efecto sigue siendo un tema de debate. ", dijo Yousra Nahas, asociado de investigación de la U of A." Se volvió importante revelar el origen del efecto para adaptar mejor las propiedades de este material a los desafíos tecnológicos ".

En un artículo publicado el 20 de junio en la revista Comunicaciones de la naturaleza , Investigadores de la U of A Nahas, Alireza Akbarzadeh, Sergei Prosandeev y Raymond Walter, junto con el distinguido profesor de física Laurent Bellaiche, creó un modelo a nivel atómico del material BCZT para descubrir sus secretos piezoeléctricos. Determinaron que su respuesta piezoeléctrica se origina en una estructura que permite fluctuaciones más fáciles en la polarización en una ventana de temperatura estrecha alrededor de la temperatura ambiente.

Además de proporcionar una comprensión más profunda de cómo funciona BCZT, los hallazgos pueden señalar el camino para crear otras sustancias piezoeléctricas sin plomo mezclando materiales con características deseables.