Uma equipe de pesquisadores da China, os EUA e a Austrália descobriram que adicionar o elemento terra-rara samário aos cristais piezoelétricos pode melhorar drasticamente seu desempenho. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve seu trabalho e o desempenho dos cristais alterados quando testados. Jiří Hlinka com Fyzikální ústav Akademie Věd České Republiky publicou um artigo de Perspectiva sobre o trabalho realizado pela equipe no mesmo número de jornal.

Dispositivos piezoelétricos têm estado muito nos noticiários ultimamente, pois os cientistas estão investigando se eles podem ser usados ​​para produzir eletricidade a partir de novas fontes, como em sapatos enquanto as pessoas caminham, ou afixado nas roupas à medida que elas se dobram. Eles são convenientes de usar porque podem converter oscilações mecânicas em sinais elétricos. Menos conhecido é que eles também são usados ​​em sensores, como em ferramentas de ultrassom. Para um dispositivo piezoelétrico funcionar, ele deve ter um material dentro dele que responda às vibrações - até o momento, o melhor material para o trabalho tem sido um cristal de óxido de perovskita denominado PMN-PT. Os cientistas têm procurado maneiras de melhorar o desempenho dos dispositivos piezoelétricos, procurando outros materiais e procurando maneiras de melhorar o desempenho dos cristais PMN-PT. Neste novo esforço, os pesquisadores escolheram a última abordagem e afirmam ter encontrado uma maneira de dobrar seu desempenho.

Os pesquisadores descobriram que a adição de samário à mistura à medida que PMN-PT crescia (usando uma abordagem de Bridgman modificada) resultou em uma versão do cristal PMN-PT que era dramaticamente melhor na geração de carga elétrica. Mais especificamente, eles descobriram que adicionar apenas um átomo de samário para cada 1000 cristais originais era tudo o que era necessário. Eles observam que os cristais PMN-PT convencionais geram em média a partir de 1, 200 a 2, 500 pC / N. Testar a versão aprimorada mostrou que ela é capaz de produzir 3, 400 a 4, 100 pC / N. Os pesquisadores também descobriram que adicionar samário aos cristais os tornava mais heterogêneos e também tornava outras propriedades do cristal mais uniformes em geral. E, isso também permitiu que os cristais ficassem maiores, o que poderia resultar em economia de custos.

Os pesquisadores sugerem que sensores com cristais aprimorados teriam melhor resolução e mais sensibilidade. Eles também seriam mais eficientes.

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