Revista de Nanomateriais e Nanotecnologia Molecular

Modelagem e verificação experimental de compósitos de poliuretano/zirconato titanato de chumbo para aplicações de detecção e atuação

R. Farhan

Esta carta propõe um novo modelo que acopla o comportamento piezoelétrico e eletrostritivo para minimizar o poder de polarização do polímero composto. O desenvolvimento deste modelo é capaz de prever as capacidades de coleta de energia de um compósito eletrostritivo. Para melhorar a permissividade dielétrica do polímero eletrostritivo, as partículas de PZT foram incorporadas para aumentar a eficiência de conversão do compósito. Os testes de caracterização dielétrica mostraram um aumento na permissividade dielétrica por um fator de 4,5 em comparação ao polímero puro. Medições experimentais da potência coletada verificam o modelo teórico e demonstram uma boa correlação entre dois dados. Um esquema elétrico equivalente foi desenvolvido, o que permite modelar os dois comportamentos. A densidade de potência coletada sob baixa frequência a 2% de deformação pode atingir 0,3 μW/cm3  para 33% de PZT sem campo de polarização. A propriedade de coleta de energia deste compósito de material tem grande potencial para muitas aplicações autoalimentadas, como redes de sensores sem fio e Internet das coisas.