Impresión de un artista de la generación de electricidad en un recolector de energía piezoeléctrico hecho de nanofibras piezoeléctricas. Crédito: Katharina Maisenbacher, Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros
Los científicos han desarrollado un protocolo de «mejores prácticas» para los investigadores que trabajan en el desarrollo de materiales piezoeléctricos. Esta es una novedad en este campo de la tecnología.
Los científicos han desarrollado un protocolo de «mejores prácticas» para los investigadores que desarrollan materiales piezoeléctricos, una novedad en este campo de tecnología de punta.
Un equipo internacional de físicos de la Universidad de Bath, Reino Unido, desarrolló el protocolo en respuesta al descubrimiento de una falta de coherencia en los informes experimentales en el campo de la piezoelectricidad. El equipo se sorprendió al descubrir que el 90 % de los artículos científicos no contenían información crucial para garantizar la reproducibilidad del trabajo informado. En la revista Nano Energy, los investigadores enfatizan la necesidad urgente de un protocolo de investigación estandarizado para la piezoelectricidad.
el medico Morteza Hassanpour Amiri, del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros en Alemania, y el primer autor del estudio, dijo: «La investigación sobre la piezoelectricidad se ha acelerado en los últimos años, y por una buena razón: los materiales piezoeléctricos generan electricidad cuando ejerces presión o vibraciones mecánicas. o cuando los reproduces o los distorsionas. Agregue un circuito y esa electricidad se puede almacenar y luego usar”.
Alta eficiencia de recolección de energía
Debido al enorme potencial de los piezoeléctricos, en los últimos 20 años se ha desarrollado y probado un flujo constante de nuevos materiales y compuestos para determinar su potencial de recolección de energía, y muchos afirman que tienen una alta eficiencia.
Pero los investigadores, dirigidos por el profesor Kamal Asadi del Departamento de Física, sugieren que estos hallazgos, a veces publicados en revistas de alto calibre, a menudo no incluyen detalles de parámetros experimentales clave. Estos detalles son esenciales para garantizar la reproducibilidad cuando otros equipos de investigación deciden evaluar de forma independiente o mejorar aún más los materiales enviados.
Al explicar, el profesor Asadi dijo: “La reproducibilidad de los resultados de la investigación experimental puede no ser la clave para el éxito de una investigación, pero es la clave para descartar que los hallazgos poco confiables se acepten como hechos. El entusiasmo por desarrollar un material campeón que muestre un rendimiento impresionante debe ir acompañado de suficientes datos de respaldo”.
Para el estudio, los investigadores de Bath evaluaron 80 trabajos de investigación seleccionados al azar publicados durante las últimas dos décadas sobre dispositivos piezoeléctricos de recolección de energía. Para casi el 90% de estos trabajos, faltaban parámetros experimentales esenciales, necesarios para evaluar materiales y dispositivos, lo que hacía que los experimentos fueran difíciles y, a veces, imposibles de reproducir.
La importancia de la reproducibilidad
Ampliando, el profesor Asadi dijo: “Hay tres razones importantes por las que la reproducibilidad es importante: somos científicos y debemos esforzarnos por ser lo más precisos posible; tenemos recursos limitados, por lo que al informar todos los parámetros necesarios que aseguran la reproducibilidad, estamos ayudando a nuestros colegas a desarrollar nuestros hallazgos y avanzar en el campo; Al ser transparentes, también generamos confianza con el público y con las organizaciones que financian la ciencia y los formuladores de políticas, y brindamos una mejor orientación para futuras decisiones ‘grandes’ que podrían afectarnos a todos».
El profesor Asadi, un destacado experto en piezoelectricidad, dice que esta falta de datos está obstaculizando el progreso en el campo, ya que los investigadores no pueden recurrir a la literatura para identificar materiales con el mejor potencial de recolección y luego desarrollar esos materiales prometedores.
nuevo protocolo
El nuevo protocolo de Bath sugiere la recopilación y el informe de datos estandarizados. El profesor Chris Bowen, del Departamento de Ingeniería Mecánica de Bath, que también participó en este estudio, dijo: «Básicamente, hemos creado pautas que serían útiles para los investigadores en su campo de la piezoelectricidad».
El profesor Asadi espera que los dispositivos electrónicos alimentados por piezoelectricidad estén en el mercado dentro de los próximos 10 años.
“Es por eso que es importante tener un protocolo estandarizado para reportar datos de investigación para una evaluación cuantitativa de materiales y dispositivos de recolección de energía. Esto permite a los científicos hacer un progreso real basándose en los experimentos de los demás y trabajando hacia un objetivo común: hacer que la piezoelectricidad sea una realidad para cualquiera que quiera cargar sus dispositivos de manera más sostenible y sin depender de una fuente de energía tradicional”.
Agregó: «El campo de la recolección de energía piezoeléctrica es un campo realmente emocionante, tiene mucho potencial y grandes científicos están trabajando en él, pero aún es incipiente y, por lo tanto, debemos asegurarnos de que avancemos lo más rápido posible, asegurando que los experimentos sean reproducible será crucial, así que espero que la comunidad en general adopte nuestro protocolo sugerido”.
Referencia: «Recolectores de energía piezoeléctrica: una evaluación crítica e informe estandarizado de recolectores vibratorios que producen energía» por Morteza Hassanpour Amiri, Rose Fatscher, Rebecca Taylor, Paulo RF Rocha, Chris R. Bowen y Kamal Asadi, 5 de diciembre de 2022, Nano Energía .
DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.108073
