Uma equipe de pesquisa japonesa elucidou o mecanismo microscópico no qual a sílica amorfa torna-se carregada negativamente como um coletor de energia vibracional, que se prevê alcançar a geração de energia própria sem carregar, pois é necessário para a IoT que está atraindo atenção nos últimos anos com seus 'trilhões de sensores' que criam uma rede de sensores em grande escala. Ao contrário da geração de energia eólica e solar, geração de energia vibracional, que utiliza vibração natural para geração de energia, não é afetado pelo clima.

Coletores de energia vibracional que usam eletreto de íon potássio, que o grupo de pesquisa havia desenvolvido anteriormente, é de interesse, uma vez que pode operar semipermanentemente. O eletreto de íon potássio é um coletor de energia vibracional que usa a introdução de átomos de potássio na sílica amorfa para criar uma carga negativa na sílica amorfa. Contudo, seu mecanismo microscópico era desconhecido, tornando difícil melhorar seu desempenho.

Por meio de cálculos da mecânica quântica, o grupo de pesquisa descobriu que quando os átomos de potássio são inseridos na sílica amorfa, elétrons são fornecidos do átomo de potássio ao átomo de silício. Isso faz com que o átomo de silício se comporte como um átomo de fósforo. Os átomos de silício formam 5 ligações covalentes com átomos de oxigênio em vez dos 4 usuais, criando um SiO ₅ estrutura. Eles descobriram que essa estrutura é o que acumula carga negativa.

Este resultado fornece uma orientação de projeto para melhorar a confiabilidade e a longevidade dos coletores de energia vibracional. Isso permitiria sensores que não requerem carregamento, para se tornar amplamente disponível, e contribuir para a atualização da internet das coisas (IoT).