3D打印的压电材料：或将成为新一代智能材料！

3D打印的压电材料：或将成为新一代智能材料！

导读

近日，美国弗吉尼亚理工大学的团队开发出一种3D打印压电材料的新方法。这些压电材料经过专门设计，可将任意方向上的运动、冲击与压力转化为电能。

 

背景


从智能手机到音乐贺卡，压电材料几乎无处不在。然而，压电材料的功能离不开一种特殊的物理现象：“压电效应（piezoelectric effect）”。

 

什么是压电效应？


下面这幅图，也许可以给我们一个直观的印象：在外力作用下，物体产生形变时，电压产生了。


（图片来源：维基百科）


简单说，压电效应是指：对压电材料施加压力，使其产生电位差（正压电效应）；反之对压电材料施加电压，使其产生机械应力（逆压电效应）。也就是说，有了压电材料，我们可以利用机械形变产生电场，也可以利用电场产生机械形变，压电效应为机械能与电能之间相互转化提供了一种途径。


一般来说，典型的压电材料有骨头、蛋白质、DNA、陶瓷、塑料、织物等。压电材料为我们带来了各式各样的应用，例如传感器、换能器、谐振器、声纳、超声波成像、能量采集设备等等。