«
  1. Ana sayfa
  2. Bilim
  3. Piezoelektrik Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Piezoelektrik Nedir ve Nerelerde Kullanılır?

Piezoelektrik Nedir ve Nerelerde Kullanılır

Bir çalışma, parke zeminin bile bir gün yeşil elektrik sağlayabileceğini öne sürüyor: Bilim adamları, ahşap deforme olduğunda piezoelektrik etki nedeniyle kullanılabilir voltaj üretebilir. Sonuçlar, ahşap parçalayıcı bir mantarın doğal gücünün, malzemeyi bu amaç için daha elastik hale getirmek için de kullanılabileceğini göstermektedir. Piezo ahşap elemanlarla yapılan performans testlerinden görülebileceği gibi, tıbbi sensörler olarak ve hatta enerji üretmek için kullanılmaya uygun olabilirler.

Türbin, rotor, bisiklet dinamo … Mekanik işlemlerden elektrik enerjisi üretmek için olağan seçeneklere ek olarak, başka bir ilginç alternatif daha var: Sözde piezoelektrik elemanlar deformasyon enerjisini elektriğe dönüştürebilir. Basınç, katılarda pozitif ve negatif ağırlık merkezini kaydırır. Bu, enerji üretmek için kullanılabilecek elektrik voltajı oluşturur. Şimdiye kadar, fenomen esas olarak ölçüm teknolojisinde kullanıldı: Piezoelektrik elemanlar, mekanik yükler için sensör görevi görebilir. Teknolojiye ek olarak bu, tıpta da uygulama potansiyeli sunmaktadır. Son zamanlarda karşımıza çokça çıkan “Piezoelektrik Nedir ve Nerelerde Kullanılır?” hakkındaki yazımız şimdi sizlerle!

Deformasyondan kaynaklanan gerilme

Bununla birlikte, olağan piezo elementler çoğunlukla kurşun içeriği nedeniyle vücut dokularıyla bağlantılı olarak kullanılmaya uygun olmayan kurşun-zirkonat-titanattan oluşur. Ek olarak, geleneksel piezo elemanlarının imhası sorunludur. Bu nedenle biyolojik ve ekolojik olarak uyumlu alternatifler talep görmektedir. Ingo Burgert’in Zürih yakınlarındaki Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt’tan (Empa) araştırmacıları ahşap üzerine odaklandı. Bu doğal katı basınca maruz kaldığında bir piezoelektrik etkinin de meydana geldiği uzun zamandır bilinmektedir. Geleneksel ahşabın düşük deforme olabilirliği nedeniyle, zorlukla kullanılabilecek çok düşük bir gerilim vardır.

Bu sorunu çözmek için, araştırmacılar ahşabın sertliğini giderebilecek bir işlem kullanıyor: delignifikasyon. Açıkladıkları gibi, ahşap hücre duvarları üç temel maddeden oluşur: lignin, hemiselülozlar ve selüloz. “Bir ağacın yüksekte büyüyebilmesi için her şeyden önce lignine ihtiyacı vardır. Bu, hücreleri birbirine bağlayan ve sert selüloz fibrillerinin bükülmesini önleyen stabilize edici bir madde olan lignin olmadan mümkün olmazdı ”diye açıklıyor Burgert. Odun, odun lignini gevşeterek deforme olabilen bir malzemeye dönüştürülebilir. Ve bu tam olarak araştırmacıların gösterdiği şey. İlk olarak, balsa ağacını bir hidrojen peroksit ve asetik asit süspansiyonunda ıslatarak lignini ortadan kaldırdılar. Kimyasallar, lignini malzemeden çözer – geriye kalan, elastik selüloz tabakalardan oluşan beyazımsı bir çerçevedir.

“Mantar saldırısı” aynı zamanda onu elastik hale getirir

Konsepti tamamen doğal hale getirmek için, araştırmacılar ayrıca agresif kimyasallar olmadan geçmenin bir yolunu buldular: Biyolojik lignin giderici, ahşapta sözde beyaz çürümeye neden olduğu bilinen Ganoderma applanatum mantarıdır. Empa’dan ortak yazar Javier Ribera, “Bu mantar, ağaçtaki lignini çok nazikçe parçalıyor” diye açıklıyor. Ek olarak, kimyasal arıtmaya ekolojik bir alternatif olduğu kanıtlanmış olan laboratuvarda proses kolaylıkla kontrol edilebilir. Bilime dair gelişmeler, bilim haberleri, bilimin gelişimi hakkında bir çok yazıya Dırdırcı’ya abone olarak erişebilirisiniz.

Araştırmacıların bildirdiği gibi, her iki işlem yöntemi de üst üste bindirilmiş, uygun malzeme özelliklerine sahip ince selüloz katmanlarından oluşan bir ahşap sünger kumaşa yol açıyor: Basitçe birbirine bastırılabilir, ancak daha sonra orijinal şekline yeniden genişleyebilir. Burgert, “Bu konsept ile, kağıt üretiminde olduğu gibi, önce onu parçalamak ve sonra lifleri yeniden bağlamak zorunda kalmadan, ahşabın hiyerarşik yapısından yararlanıyoruz,” diye açıklıyor.

Parke zeminden elektrik mi?

Potansiyeli göstermek için araştırmacılar, kenar uzunluğu yaklaşık 1,5 santimetre olan küplerle testler yaptılar. Rapor ettikleri gibi, malzeme 600 civarında yükleme döngüsü sırasında şaşırtıcı bir stabilite gösterdi. Ölçümler, 45 kilopaskal basınçta 0,87 volta kadar voltaj üretildiğini gösterdi. Bilim adamlarının açıkladığı gibi, bu etki zaten bir sensör olarak kullanım için çok uygun olacaktır. Ekip, daha sonraki deneylerde nanojeneratörler için hangi ölçeklendirme seçeneklerinin olacağını belirledi. Örneğin tahta bloklardan 30’u bir yetişkinin ağırlığına paralel olarak yüklenirse, basit bir LCD ekranı aydınlatmak için yapılabilir. Sistemin daha fazla optimize edilmesiyle, basamak enerjisini elektriğe dönüştüren işlevselleştirilmiş bir parke zemin de düşünülebilir. Ek olarak, araştırmacılar, sistemin insan cildinde basınca duyarlı bir sensör olarak kullanıma uygun olduğuna dair ilk göstergeleri topladılar.

Piezo ahşabın bir sensör veya güç üreteci olarak kullanılmasından önce, araştırmacıların şu anda kendilerini adadıkları bazı geliştirme çalışmaları hala gereklidir. Ancak onlara göre, böylesine karmaşık olmayan ve aynı zamanda biyolojik piezoelektrik sistemin avantajları açıktır. Empa, teknolojiyi endüstriyel kullanıma uyarlamak için araştırmacıların olası işbirliği ortaklarıyla halihazırda görüşmelerde bulunduğunu belirtti.

Kaynak: Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

Bir Cevap Yaz

Enis Hakkında

Bir Cevap Yaz

E-Posta adresiniz paylaşılmayacaktır. Doldurulması zorunlu alanlar işaretlenmiştir *