Investigadores del instituto de investigación MESA + de la Universidad de Twente, junto con investigadores de varias otras instituciones del conocimiento, han desarrollado un nanomaterial 'flexoeléctrico'. El material tiene una tensión mecánica incorporada que cambia de forma cuando aplica voltaje eléctrico, o que genera electricidad si cambia de forma.

En un artículo publicado en la principal revista científica Nanotecnología de la naturaleza , Los investigadores también muestran que cuanto más delgado se hace el material, cuanto más fuerte se vuelve este efecto flexoeléctrico. Profesor Guus Rijnders, quién estuvo involucrado en la investigación, describe esto como un campo de conocimiento completamente nuevo con algunas aplicaciones interesantes. Puede utilizar el material para recargar un marcapasos dentro del cuerpo humano, por ejemplo, o para hacer sensores de alta sensibilidad.

Los materiales piezoeléctricos se utilizan ampliamente en aplicaciones electrónicas. En términos específicos, estos son materiales cristalinos que pueden convertir la energía eléctrica en presión y viceversa. La desventaja de estos materiales es que contienen plomo, que tiene riesgos ambientales y para la salud, y que el efecto piezoeléctrico disminuye cuando se hace el material más delgado.

Cuanto más delgado sea el material, cuanto más fuerte es el efecto

Desde la década de 1960, los físicos han estado argumentando que el efecto flexoeléctrico podría existir. Esto permitiría dar propiedades piezoeléctricas a materiales no piezoeléctricos. En ese tiempo, sin embargo, los métodos de fabricación eran inadecuados para la producción de tales materiales. Ahora, investigadores de la Universidad de Twente, el Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología y la Universidad de Cornell han logrado desarrollar un nano sistema flexoeléctrico de tan solo 70 nanómetros de espesor. Resulta que aunque el efecto flexoeléctrico es muy débil, cuanto más delgado se hace el material, cuanto más fuerte se vuelve el efecto.

Sensores ultrasensibles

Según el profesor Guus Rijnders, quién estuvo involucrado en la investigación, Eventualmente será posible crear materiales flexoeléctricos con un grosor de unas pocas capas atómicas. Este descubrimiento podría tener todo tipo de aplicaciones interesantes. 'Podrías hacer sensores que puedan detectar una sola molécula, por ejemplo. Una molécula aterrizaría en un sensor vibratorio, haciéndolo un poco más pesado, ralentizando la vibración solo un poco. La reducción de frecuencia podría medirse fácilmente mediante el efecto flexoeléctrico ». Además de los sensores ultrasensibles, Los materiales flexoeléctricos también podrían ser útiles en aplicaciones que requieren una cantidad limitada de energía, pero que son difíciles de alcanzar, como en marcapasos o implantes cocleares dentro del cuerpo humano.