Materiáloví vědci jsou přesvědčeni, že nastane významný posun v oblasti robotiky či inteligentních sítí.
Inženýři odhalili nový způsob, jak vyrobit materiál s piezoelektrickými vlastnostmi, tedy materiál, který převádí pohyb, nárazy či tlak na elektrickou energii. Takové materiály byly dosud nejčastěji tvořeny krystaly perovskitu, které musely být uspořádány do specifických tvarů a které reagovaly na podněty jen z určitých úhlů. Výroba takového materiálu byla navíc náročná a musela probíhat v čistých laboratořích.
Tým Siao-jü Čena z Macromolecules Innovation Institute v Blacksburgu ve státu Virginie nyní představil způsob, jakým lze obdobný materiál vyrobit prostřednictvím poměrně nenáročného 3D tisku.
Čen vypracoval metodu, která umožňuje vytvářet materiály s předem danou intenzitou piezoelektrického jevu, a vyvinul syntetický piezoelektrický inkoust pro použití ve 3D tiskárnách. Takto vyrobená struktura pak reaguje tvorbou elektrického napětí na podněty z více stran a uživatel přesně ví, jaké napětí a o jaké polaritě bude vznikat.
„Naše platforma umožňuje volně experimentovat s návrhy a citlivostí budoucích piezoelektrických materiálů,“ tvrdí Čen ve studii, kterou zveřejnil časopis Nature Materials. Možností naprogramovat jejich prostorové uspořádání podle Čena otevírá dveře zcela novému využití piezoelektrických materiálů, které tak v budoucnu půjde využít například jako chytrá čidla na rozsáhlých plochách, která budou hlásit strukturální poškození nebo riziko proražení.
Vytištěné materiály mohou mít různou míru pružnosti a tloušťku – od lidského vlasu po cihlu – a mohou energii nejenom vytvářet, ale také pohlcovat. Jejich citlivost je zhruba pětinásobná, než kterou vykazují dosud používané piezoelektrické polymery.
Čenův tým v současnosti zkoumá, jak by bylo možné nové materiály uplatnit v praxi, například jak je využít k napájení nositelné elektroniky. Sám Čen je přesvědčen, že nastane velká revoluce v robotizaci, v inteligentní infrastruktuře nebo v novém způsobu hmatového snímání.
