p Pesquisadores da Rice University encontraram evidências de piezoeletricidade em laboratório, flocos bidimensionais de dióxido de molibdênio. p A investigação mostrou que as propriedades elétricas surpresa são devidas aos elétrons presos em defeitos em todo o material, que tem menos de 10 nanômetros de espessura. Eles caracterizam essas cargas como eletretos, que aparecem em alguns materiais isolantes e geram campos elétricos internos e externos.

p A piezoeletricidade é também uma propriedade de materiais que respondem ao estresse gerando uma voltagem elétrica em suas superfícies ou gerando deformação mecânica em resposta a um campo elétrico aplicado. Tem muitos usos práticos e científicos, desde a conversão de uma corda de violão balançando em um sinal elétrico até microscópios de varredura como os usados ​​para fazer a nova descoberta.

p Os pesquisadores da Brown School of Engineering de Rice descobriram que seus flocos em escala mícron exibem uma resposta piezoelétrica que é tão forte quanto a observada em materiais piezoelétricos 2-D convencionais como o dissulfeto de molibdênio. O relatório do cientista de materiais do Rice Pulickel Ajayan e colaboradores aparece em Materiais avançados .

p A chave parece ser os defeitos que tornam a estrutura cristalina do dióxido de molibdênio imperfeita. Quando forçado, os dipolos de elétrons presos nesses defeitos parecem se alinhar, como com outros materiais piezoelétricos, criando um campo elétrico levando ao efeito observado.

p "Super fino, Cristais 2-D continuam a mostrar surpresas, como em nosso estudo, "A engenharia de defeitos é a chave para as propriedades de engenharia de tais materiais, mas muitas vezes é desafiadora e difícil de controlar", disse Ajayan.

p "Não se espera que o dióxido de molibdênio mostre qualquer piezoeletricidade, "acrescentou o pesquisador de pós-doutorado de Rice, Anand Puthirath, um co-autor correspondente do artigo. "Mas porque estamos tornando o material o mais fino possível, efeitos de confinamento entram em cena. "

p Ele disse que o efeito aparece em flocos de dióxido de molibdênio cultivados por deposição química de vapor. Parar o processo de crescimento em vários pontos deu aos pesquisadores algum controle sobre a densidade dos defeitos, se não sua distribuição. O autor principal e ex-integrante do Rice, Amey Apte, acrescentou o único químico dos pesquisadores, A técnica de deposição de vapor baseada em precursor "ajuda na reprodutibilidade e na natureza limpa do óxido de molibdênio em crescimento em uma variedade de substratos."

p Os pesquisadores descobriram que o efeito piezoelétrico é estável à temperatura ambiente por escalas de tempo significativas. Os flocos de dióxido de molibdênio permaneceram estáveis ​​em temperaturas de até 100 ° Celsius (212 graus Fahrenheit). Mas o recozimento por três dias a 250 ° C (482 ° F) eliminou os defeitos e interrompeu o efeito piezoelétrico.

p Puthirath disse que o material tem muitas aplicações potenciais. "Pode ser usado como coletor de energia, porque se você esticar este material, vai lhe dar energia na forma de eletricidade, "disse ele." Se você der voltagem, você induz a expansão ou compressão mecânica. E se você quiser mobilizar algo em nanoescala, você pode simplesmente aplicar voltagem e isso irá expandir e mover a partícula da maneira que desejar. "