Hong Kong Üniversitesi’nden bilim insanları, yüzyılı aşkın süredir elektrik üretme yeteneği olmadığı düşünülen elmas hakkında ezber bozan yeni bir keşfe imza attı. Yapılan araştırmada, doğanın en sert malzemelerinden biri olan elmasın ultra ince ve esnek bir membrana dönüştürüldüğünde mekanik hareketlerden voltaj üretebildiği ortaya kondu.
ÖZEL YÖNTEMLE BÜKÜLEBİLİR ELMAS MEMBRAN GELİŞTİRİLDİ
Hong Kong Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği ile Makine Mühendisliği bölümlerinden araştırmacılar, doğrudan mekanik deformasyonla elektrik üretemeyeceği (piezoelektrik etki göstermeyeceği) kabul edilen elmas üzerinde çalıştı. Ekip, "kenar soyma" (edge exfoliation) adı verilen özel bir teknik uygulayarak polikristal elması bükülebilir ve ultra ince bir membrana dönüştürmeyi başardı. Elde edilen esnek elmas membran gerilip büküldüğünde, sistemden kararlı ve tekrarlanabilir bir elektrik akımı elde edildi.
ELEKTRİK ÜRETİM MEKANİZMASI MİKRO SEVİYEDE İNCELENDİ
Evrensel'de yer alan habere göre; tarih boyunca mikro-elektromekanik sistemlerde (MEMS) sertliği ve yüksek ısı iletkenliği nedeniyle yalnızca pasif bir destek malzemesi olarak yararlanılan elmasın aktif şekilde elektrik üretme süreci detaylandırıldı. Mikro düzeyde birden fazla küçük elmas kristalinden meydana gelen membran büküldüğünde, bu kristallerin arasında yer alan tane sınırlarında (grain boundaries) asimetrik bir yük polarizasyonu oluştuğu tespit edildi.
Bükülme miktarı arttıkça membranın alt ve üst yüzeyleri arasında bir voltaj farkının meydana geldiği ve bu durumun düzenli bir piezoelektrik tepkiye dönüştüğü saptandı. Gerçekleştirilen mekanik döngü testleri sonucunda, elde edilen elektrik sinyallerinin sürtünmeden ya da çevresel gürültülerden kaynaklanmadığı kesin olarak doğrulandı.
TIBBİ CİHAZLAR VE KALP PİLLERİNDE YENİ DÖNEM
Elmasın insan vücuduyla son derece uyumlu, toksik madde içermeyen ve kimyasal açıdan aşınmaya dayanıklı yapısı, bu keşfi özellikle tıp teknolojileri açısından stratejik bir konuma getiriyor. Esnek elmas membranların gelecekte; insan vücuduna yerleştirilen ve pil değişimi gerektirmeyen tıbbi sistemlerde, kalp pillerinde ve organ hareketlerini anlık takip eden esnek mikro sensörlerde kendi enerjisini üreten ana güç kaynağı olarak kullanılabileceği öngörülüyor.
