Une équipe de recherche dirigée par Lim Sang-kyoo, chercheur principal de la Division des technologies de l’énergie de la DGIST (Président Kuk Yang) a développé une fibre composite polymère/céramique piézoélectrique dont la forme de la section transversale est uniformément contrôlée pour permettre l’utilisation de technologies de récolte d’énergie qui peuvent recycler l’énergie gaspillée ou consommée dans la vie quotidienne.
La fibre piézoélectrique peut produire de l’énergie électrique grâce à l’effet piézoélectrique du matériau et piloter des dispositifs électroniques portables grâce aux mouvements du porteur. Cependant, la plupart des fibres piézoélectriques développées jusqu’à présent sont constituées de nanofibres, ce qui signifie qu’il est difficile de contrôler la forme des fibres, et que les fibres sont faibles, ce qui entrave sa commercialisation. En outre, il existe très peu d’études sur la relation entre la forme du matériau de la fibre et la performance piézoélectrique.
Une équipe de recherche dirigée par Lim Sang-kyoo, chercheur principal de la Division des technologies de l’énergie, a produit une fibre PVDF (polyfluorure de vinylidène) qui contient du titanate de baryum sous forme de nanocollant en prenant la forme de fleurs et de tiges (jonquilles, fleurs de radis, tiges de papyrus et tiges de carex) à l’aide de la technologie de filage par fusion et en contrôlant uniformément la forme de leur section transversale.
L’équipe a confirmé avoir amélioré les performances piézoélectriques en augmentant la surface de la fibre tout en augmentant simultanément la cristallinité de la fibre, ce qui est avantageux pour générer de l’électricité.
De plus, l’équipe a confirmé la corrélation entre la surface spécifique et l’effet piézoélectrique en fonction de la forme de la fibre à l’aide d’une caméra à grande vitesse. La fibre composite PVDF piézocéramique génère un signal électrique en fonction de la déformation par une force extérieure. Des fibres de PVDF contenant des nanostructures de titanate de baryum de différentes formes (sphérique et en bâton) ont été produites pour étudier la différence de performance piézoélectrique en fonction de la forme des céramiques piézoélectriques. L’équipe a confirmé qu’elle maximise la polarisation diélectrique et contribue à l’amélioration de la performance piézoélectrique favorable à la disposition.
Lim Sang-kyoo, chercheur principal, a déclaré : « On s’attend à ce que des matériaux de récolte d’énergie de type fibre à haute performance avec une résistance accrue de la fibre puissent être commercialisés grâce à cette recherche à l’avenir.«
Entre-temps, les résultats de cette étude ont été publiés dans le numéro de juin de Nano Energy.
Journal Reference
Young Kwang Kim, Sung-Ho Hwang, Hye-Jin Seo, Soon Moon Jeong, Sang Kyoo Lim,
« Effects of biomimetic cross-sectional morphology on the piezoelectric properties of BaTiO3 nanorods-contained PVDF fibers », online published on 06.15, 2022.
Credit image / DGIST
