piezoelektrycznymi

Piezoelektryczność to zjawisko generowania napięcia elektrycznego w wybranych materiałach wskutek naprężeń mechanicznych oraz odkształcania materiału pod wpływem pola elektrycznego. Zjawisko występuje w dwóch kierunkach: direct piezoelectric effect, gdy nacisk powoduje powstanie napięcia, oraz converse piezoelectric effect, gdy przyłożone pole elektryczne wywołuje odkształcenie.

Odkrycie piezoelektryczności przypisuje się Pierre’owi Curie’owi i Jacques’owi Curie’owi w 1880 roku. Materiały piezoelektryczne dzielą się na naturalne (np. kwarc, topaz) oraz syntetyczne, w tym ferroelectriczne ceramiki takie jak PZT (Pb(Zr,Ti)O3) oraz inne lithium niobate i lithium tantalate. Właściwości piezoelektryczne zależą od orientacji krystalicznej, polaryzacji oraz temperatury. Prawidłowa polaryzacja trwała jest często konieczna dla uzyskania silnego efektu; zjawisko znika powyżej temperatury Curie.

Zastosowania obejmują czujniki i transduktory ciśnienia, mikrofony i głośniki o wysokiej precyzji, ultradźwiękowe transduktory medyczne, napędy piezoelektryczne w MEMS, drukarki atramentowe oraz systemy energii odnawialnej. Współczesny rozwój koncentruje się na materiałach o większej czułości, szerokim zakresie temperatur i lepszej trwałości, a także na zastosowaniach w elektronice elastycznej i nanosystemach.

Podsumowując, piezoelektryczność jest kluczowym zjawiskiem w sensorach, aktorach i energetyce w skali mikro i makro, o istotnej roli w nauce i technice.