Hong Kong Üniversitesi (HKU) Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği ile Makine Mühendisliği bölümlerinden bilim insanları, doğadaki en sert ve iletken olmayan yapılardan biri olarak bilinen elmasla ilgili dikkat çekici bir keşfe imza attı.

Araştırmacılar, elektrik üretemeyeceği düşünülen elması özel bir yöntemle ultra ince ve esnek bir membrana dönüştürdü. Membranın esnetilmesiyle tekrarlanabilir elektrik akımı ve kararlı voltaj sinyalleri elde edildi.

Geliştirilen "kenar soyma" (edge exfoliation) yöntemi sayesinde polikristal elmas bükülebilir hale getirildi. Yapılan testlerde malzemenin mekanik hareket karşısında elektriksel tepki verdiği belirlendi.

ELEKTRİK ÜRETİMİNİN MEKANİZMASI ORTAYA ÇIKARILDI

Çalışmada, mikro-elektromekanik sistemlerde (MEMS) bugüne kadar sertliği ve ısı iletkenliği nedeniyle daha çok pasif destek malzemesi olarak değerlendirilen elmasın elektrik üretmesini sağlayan mekanizma da incelendi.

Araştırmaya göre, birden fazla küçük elmas kristalinden oluşan membran büküldüğünde kristaller arasındaki tane sınırlarında asimetrik yük polarizasyonu oluşuyor.

Membranın bükülme derecesi arttıkça alt ve üst yüzeyler arasında voltaj farkı meydana geliyor. Bu farkın düzenli bir piezoelektrik tepkiye dönüştüğü gözlemlendi.

Mekanik döngü testleriyle elde edilen elektrik sinyallerinin çevresel gürültü veya sürtünmeden kaynaklanmadığı da belirlendi.

ELMAS TIPTA YENİ BİR DÖNEMİN KAPISINI AÇABİLİR

Elmasın biyolojik olarak insan vücuduyla uyumlu, toksik olmayan ve kimyasal olarak aşınmaya karşı dayanıklı olması, keşfin özellikle tıbbi cihazlar açısından önemini artırıyor.

Araştırmacılar, geliştirilen esnek elmas membranların gelecekte pil değişimi gerektirmeyen vücut içi cihazlarda, kalp pillerinde ve organ hareketlerini takip eden esnek mikro sensörlerde kullanılabileceğini öngörüyor.

Bu özellik, mekanik hareketi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürebilen ve kendi enerjisini üretebilen yeni nesil tıbbi cihazların geliştirilmesine yönelik önemli bir potansiyel taşıyor.