p Uma equipe internacional de cientistas com participação da Universidade de Göttingen, o Instituto Indiano de Ciência, Bangalore, Pennsylvania State University, e a Wright State University mediu a mecânica de minúsculas cerâmicas cristalinas. Os materiais são feitos de átomos, e se eles são organizados periodicamente, eles são chamados de estruturas cristalinas. Se o tamanho dessas estruturas cristalinas for 1, 000 vezes menor do que um único diâmetro de cabelo humano, então eles são chamados de nanoestruturas, como nano-hastes, nanofios, nanofitas, nanocintos etc. Em alguns casos, arranjos atômicos especiais permitem-lhes converter energia mecânica em energia elétrica. Esses materiais são chamados de materiais piezoelétricos. Eles são úteis para a captação de energia e também para uma variedade de dispositivos eletromecânicos para melhorar a qualidade de vida. Portanto, é importante controlar essas nanoestruturas e medir suas respostas mecânicas. Até agora, não se sabia que o comportamento mecânico de nanocristais piezoelétricos contendo defeitos atômicos é diferente do puro. Este estudo recente foi publicado no jornal Nano Letras . p Na natureza, os cristais nunca são 100 por cento perfeitos, e eles têm vários tipos de defeitos estruturais. Um desses tipos de defeito é uma falha de empilhamento. Isso é considerado um defeito estrutural. Em uma falha de empilhamento, uma pilha de arranjos periódicos de átomos em cristais é adicionada ou perdida. Dra. Kasra Momeni, Diretor de Materiais Hierárquicos Avançados do Laboratório de Projeto e membro do corpo docente de Engenharia Mecânica da Louisiana Tech University, elabora que a presença de defeitos estruturais, incluindo falhas de empilhamento, pode alterar significativamente a distribuição de tensões. Isso se deve à complexa interação entre os campos de tensão de falhas de empilhamento e os de limites livres das nano-hastes, que pode alterar o mecanismo de falha de nanobastões com falhas de empilhamento em comparação com os perfeitos.

p "Visto que a coleta de energia é um dos principais requisitos na era de hoje, converter forças mecânicas em uma forma útil de energia, ou seja, saída elétrica, é uma alternativa a outros modos de transdução de energia, bem como uma abordagem eficiente. Existem várias cerâmicas cristalinas que convertem energia mecânica em energia elétrica. Introduzimos um novo conceito de que a mecânica dessas minúsculas estruturas cerâmicas cristalinas depende de defeitos atômicos. Por exemplo, eles podem entrar em colapso e suas propriedades mecânicas não são as esperadas. A consideração desses fatos nos permitirá projetar dispositivos de coleta de energia a partir de estruturas tão minúsculas, "explica o Dr. Moumita Ghosh, cientista líder desta pesquisa da Universidade de Göttingen e ex-bolsista de pesquisa de doutorado do Instituto Indiano de Ciência, Bangalore.

p A nova descoberta revela um know-how não intuitivo de defeitos em termos de mecânica em baixa dimensão. A engenharia de defeitos em nanomateriais piezoelétricos no futuro nos permitirá realizar vários coleta de energia baseada em vibração de alta qualidade e econômica, bem como dispositivos eletromecânicos para pesquisa biomédica, diagnósticos, e aplicações eletrônicas.