p Uma colaboração RMIT-UNSW aplicou síntese de metal líquido a piezoelétricos, avançando futuro flexível, eletrônicos vestíveis, e biossensores extraindo sua força dos movimentos do corpo. p Materiais como monossulfeto de estanho atomicamente fino (SnS) são previstos para exibir fortes propriedades piezoelétricas, converter forças mecânicas ou movimento em energia elétrica. Está Propriedade, junto com sua flexibilidade inerente, os torna prováveis ​​candidatos para o desenvolvimento de nanogeradores flexíveis que poderiam ser usados ​​em eletrônicos vestíveis ou internos, biossensores autoalimentados.

p Contudo, Até a presente data, esse potencial foi retido por limitações na síntese de grandes, monossulfeto de estanho de monocamada altamente cristalina (e outros monochalcogenetos do grupo IV), com dificuldades causadas por forte acoplamento interlayer. O novo estudo resolve esse problema aplicando uma nova técnica de metal líquido, desenvolvido na RMIT, para sintetizar os materiais. As medições subsequentes confirmam que o monossulfeto de estanho sintetizado usando o novo método exibe excelentes propriedades eletrônicas e piezoelétricas. O estável resultante, monossulfeto de estanho monocamada flexível pode ser incorporado em uma variedade de dispositivos para a coleta eficiente de energia.

p O trabalho começou há mais de dois anos e meio e um forte trabalho colaborativo entre RMIT e UNSW permitiu a sua concretização. Sra. Hareem Khan, o primeiro autor do artigo, mostrou notável perseverança para superar muitos desafios técnicos para demonstrar a viabilidade do conceito, com o Prof Yongxiang Li.

p Síntese de metal líquido

p A técnica de síntese sem precedentes envolve a esfoliação de van der Waals de um sulfeto de estanho (SnS), que é formado na superfície do estanho quando ele é derretido, ao ser exposto ao ambiente de sulfeto de hidrogênio (H ₂ S) gás. H ₂ S se decompõe na interface e enxofre a superfície do fundido para formar SnS.

p A técnica é igualmente aplicável a outro monochalcogenide de grupo IV de monocamada, que são previstos para exibir a mesma forte piezoeletricidade. Este método baseado em metal líquido nos permite extrair monocamadas homogêneas e em grande escala de SnS com limites mínimos de grão.

p As medições confirmam que o material tem alta mobilidade de portadores e coeficiente piezoelétrico, que se traduz em valores de pico excepcionais de tensão gerada e potência de carga para uma determinada tensão aplicada, impressionantemente mais alto do que qualquer nanogerador 2-D relatado anteriormente.

p A alta durabilidade e flexibilidade dos dispositivos também são demonstradas. Esta é uma evidência de que a monocamada SnS sintetizada, muito estável, pode ser implementada comercialmente em nanodispositivos geradores de energia. Eles também podem ser usados ​​para desenvolver transdutores para coletar movimentos humanos mecânicos, de acordo com as inclinações tecnológicas atuais para o smart, eletrônica portátil e flexível.

p Os resultados são um passo em direção à base piezoelétrica, flexível, dispositivos de eliminação de energia vestíveis. Também apresenta uma técnica de síntese sem precedentes para monocamadas de monossulfeto de estanho em grande escala (wafer).

p Materiais piezoelétricos

p Os materiais piezoelétricos podem converter a força mecânica aplicada ou deformação em energia elétrica. Mais conhecido pelo simples isqueiro "piezo" usado para churrasqueiras a gás e fogões de mesa, dispositivos piezoelétricos que detectam mudanças repentinas na aceleração são usados ​​para acionar os airbags do veículo, e dispositivos mais sensíveis reconhecem mudanças de orientação em telefones celulares ou formam a base de sensores de som e pressão.

p Mesmo os materiais piezoelétricos mais sensíveis podem tirar vantagem das pequenas tensões geradas por um deslocamento mecânico extremamente pequeno, vibração, dobrar ou esticar para alimentar dispositivos miniaturizados, por exemplo, biossensores embutidos no corpo humano, eliminando a necessidade de uma fonte de alimentação externa.

p O estudo, "Síntese à base de metal líquido de nanogeradores piezoelétricos SnS de monocamada de alto desempenho, "foi publicado em Nature Communications em julho de 2020.