Theo báo cáo từ các phương tiện truyền thông nước ngoài, các nhà nghiên cứu tại Đại học Limerick, Ireland đã phát triển một phương pháp mới để trồng tinh thể hữu cơ, có thể ứng dụng trong thu thập năng lượng. Trong một phần của nghiên cứu này, năng lượng thu thập được là do việc nén các phân tử amino acid (thành phần cấu tạo của protein trong cơ thể con người) gây ra. Tính piezoelectric thường thấy trong gốm sứ hoặc polymer, cũng hiện diện trong các phân tử sinh học của cơ thể người.
(Nguồn ảnh: Đại học Limerick)
Trước đây, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình máy tính dự đoán để xác định lượng điện nào sẽ được tạo ra khi nén vật liệu sinh học. Vật liệu này phù hợp cho cảm biến công suất trong các thiết bị điện tử tiêu dùng và thiết bị y tế.
Đột phá mới nhất này được công bố trên tạp chí Physical Review Letters. Nó cho phép các nhà nghiên cứu tạo hình các tinh thể sử dụng khuôn silicon thành hình đĩa hoặc các hình dạng tùy chỉnh khác, tùy thuộc vào ứng dụng, chẳng hạn như thành phần thiết bị y tế, cũng như micrô điện thoại hoặc cảm biến ô tô. Đánh vào các đĩa và tấm này sẽ tạo ra điện áp hữu ích, nếu được khuếch đại, có thể sử dụng sức mạnh hàng ngày để sạc các thiết bị điện tử.
Khi thảo luận về ý nghĩa của tiến bộ này, tác giả chính của bài báo, sinh viên tiến sĩ Krishna Hari cho biết: “Công nghệ tạo hình đa chức năng được phát triển là phương pháp trồng tinh thể với chi phí thấp và nhiệt độ thấp. Điều này mở ra con đường cho việc dần dần áp dụng vật liệu piezoelectric sinh học như một lựa chọn thay thế hiệu suất cao và thân thiện với môi trường so với gốm.”
Dự án nghiên cứu có tên “Không chứa chì: Vật liệu piezoelectric sinh học cho điện tử không chứa chì, đáng tin cậy và thân thiện với môi trường”, được tài trợ bởi quỹ của Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu (ERC). Về ý nghĩa của tiến bộ mới nhất này đối với hóa học rắn, phó giáo sư Sarah Guerin tỏ ra lạc quan: “Chúng tôi hy vọng điều này sẽ thay đổi toàn bộ lĩnh vực, bởi vì nhiều nhà nghiên cứu đang cố gắng nuôi trồng các tinh thể sinh học, nhưng cách chúng hoạt động vẫn còn hỗn loạn. Tôi đang mong chờ điều này có trở thành phương pháp cho các nhà nghiên cứu khác trong lĩnh vực piezoelectric bền vững hay không.”
Nếu thành công, điều này còn có thể loại bỏ các vật liệu có hại cho môi trường như chì ra khỏi các sản phẩm điện tử tiêu dùng. Guerin cho biết: “EU có quy định về việc sử dụng chì. Nhưng vì không có lựa chọn thay thế hiệu suất cao, công nghệ piezoelectric là một trong số ít công nghệ chính thống còn cho phép có chất này. Những cảm biến này tạo ra khoảng 4000 tấn rác thải điện tử chứa chì mỗi năm, nghiên cứu này hy vọng sẽ loại bỏ những rác này từ quy trình sản xuất.”