Yüzyıllık ezber bozuldu: Elmas artık elektrik üretecek

Hong Kong Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği ile Makine Mühendisliği bölümlerinden araştırmacılar, normal şartlarda doğrudan mekanik deformasyonla elektrik üretme (piezoelektrik etki gösterme) yeteneği bulunmayan elmas yapısını inceledi. Ekip, "kenar soyma" (edge exfoliation) adı verilen özel bir yöntemle polikristal elması bükülebilir, ultra ince bir membrana dönüştürdü. Gerilip bükülen bu esnek yapının, sistemden kararlı ve tekrarlanabilir bir elektrik akımı ürettiği kaydedildi.

MİKRO SEVİYEDEKİ MEKANİZMA ÇÖZÜLDÜ

Tarih boyunca mikro-elektromekanik sistemlerde (MEMS) yalnızca yüksek ısı iletkenliği ve sertliği nedeniyle pasif destek malzemesi olarak kullanılan elmasın, bu süreçte nasıl aktif rol oynadığı detaylandırıldı. Mikro düzeyde çok sayıda küçük elmas kristalinden oluşan membran büküldüğünde, bu kristallerin arasındaki tane sınırlarında asimetrik yük polarizasyonu meydana geldiği belirlendi.

Bükülme miktarı arttıkça membranın alt ve üst yüzeyleri arasında voltaj farkı oluştuğu ve bu durumun düzenli bir piezoelektrik tepkiye dönüştüğü tespit edildi. Gerçekleştirilen mekanik döngü testleriyle, elde edilen elektrik sinyallerinin çevresel gürültülerden ya da sürtünmeden bağımsız olduğu kesinleşti.

KALP PİLLERİ VE TIBBİ CİHAZLARDA ÇIĞIR AÇACAK

Elmasın insan vücuduyla yüksek uyumluluğu, toksik barındırmaması ve kimyasal aşınmalara karşı dirençli yapısı, keşfi tıp teknolojileri açısından kritik bir konuma taşıyor. Geliştirilen esnek elmas membranların gelecekte pil değişimi gerektirmeyen vücut içi tıbbi sistemlerde, kalp pillerinde, organ hareketlerini anlık takip eden esnek mikro sensörlerde kendi enerjisini üreten ana güç kaynağı olarak değerlendirilmesi bekleniyor.