La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di generare elettricità se sottoposti a sollecitazioni meccaniche e viceversa. La parola deriva dal greco piezo che significa pressione ed elettricità. Fu scoperto per la prima volta nel 1880, ma il concetto è noto da molto tempo.
L'esempio più noto di piezoelettricità è il quarzo, ma anche molti altri materiali presentano questo fenomeno. L'uso più comune della piezoelettricità è la produzione di ultrasuoni.
In questo articolo parlerò di cos'è la piezoelettricità, di come funziona e di alcune delle molte applicazioni pratiche di questo incredibile fenomeno.
Cos'è la piezoelettricità?
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di generare una carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. È un'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. I materiali piezoelettrici possono essere utilizzati per generare elettricità ad alta tensione, generatori di clock, dispositivi elettronici, microbilance, ugelli ultrasonici di azionamento e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine.
I materiali piezoelettrici includono cristalli, alcune ceramiche, materia biologica come ossa e DNA e proteine. Quando una forza viene applicata a un materiale piezoelettrico, produce una carica elettrica. Questa carica può quindi essere utilizzata per alimentare dispositivi o creare una tensione.
I materiali piezoelettrici sono utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui:
• Produzione e rilevamento del suono
• Stampa inkjet piezoelettrica
• Generazione di energia elettrica ad alta tensione
• Generatori di clock
• Dispositivi elettronici
• Microbilance
• Guida ugelli ad ultrasuoni
• Gruppi ottici a focalizzazione ultrafine
· XNUMX€ pickup per chitarre amplificate elettronicamente
• Trigger per batterie elettroniche moderne
• Produzione di scintille per l'accensione del gas
• Dispositivi di cottura e riscaldamento
• Torce e accendini.
Qual è la storia della piezoelettricità?
La piezoelettricità fu scoperta nel 1880 dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie. È la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi, come i cristalli, la ceramica e la materia biologica, in risposta allo stress meccanico applicato. La parola "piezoelettricità" deriva dalla parola greca "piezein", che significa "spremere" o "premere", e "elektron", che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato.
La conoscenza combinata dei Curie della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti hanno dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Nel corso dei decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio finché non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie.
La piezoelettricità è stata sfruttata per molte applicazioni utili, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, i generatori di clock e i dispositivi elettronici, le microbilance, gli ugelli a ultrasuoni, la messa a fuoco ultrafine di gruppi ottici e le forme del base dei microscopi a scansione di sonda per risolvere le immagini alla scala degli atomi.
La piezoelettricità trova anche usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e l'effetto piroelettrico, in cui un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura.
Lo sviluppo del sonar durante la prima guerra mondiale vide l'uso di cristalli piezoelettrici sviluppati dai Bell Telephone Laboratories. Ciò ha consentito alle forze aeree alleate di impegnarsi in attacchi di massa coordinati utilizzando la radio dell'aviazione. Lo sviluppo di dispositivi e materiali piezoelettrici negli Stati Uniti ha mantenuto le aziende nello sviluppo degli inizi in tempo di guerra nel campo degli interessi, assicurando brevetti redditizi per nuovi materiali.
Il Giappone vide le nuove applicazioni e la crescita dell'industria piezoelettrica degli Stati Uniti e ne sviluppò rapidamente una propria. Hanno condiviso rapidamente le informazioni e sviluppato titanato di bario e successivamente materiali in titanato di zirconato di piombo con proprietà specifiche per applicazioni particolari.
La piezoelettricità ha fatto molta strada dalla sua scoperta nel 1880 ed è ora utilizzata in una varietà di applicazioni quotidiane. È stato anche utilizzato per fare progressi nella ricerca sui materiali, come i riflettometri ultrasonici nel dominio del tempo, che inviano un impulso ultrasonico attraverso un materiale per misurare i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale.
Come funziona la piezoelettricità
In questa sezione, esplorerò come funziona la piezoelettricità. Esaminerò l'accumulo di carica elettrica nei solidi, l'interazione elettromeccanica lineare e il processo reversibile che costituisce questo fenomeno. Parlerò anche della storia della piezoelettricità e delle sue applicazioni.
Accumulo di carica elettrica nei solidi
La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È una risposta allo stress meccanico applicato e il suo nome deriva dalle parole greche “piezein” (spremere o premere) e “ēlektron” (ambra).
L'effetto piezoelettrico risulta dall'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, nel senso che i materiali che presentano piezoelettricità presentano anche l'effetto piezoelettrico inverso, in cui la generazione interna di sollecitazioni meccaniche risulta da un campo elettrico applicato. Esempi di materiali che generano piezoelettricità misurabile includono cristalli di titanato di zirconato di piombo.
I fisici francesi Pierre e Jacques Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. Da allora è stata sfruttata per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come le microbilance e guidare ugelli ad ultrasuoni per la messa a fuoco ultrafine di gruppi ottici. Costituisce anche la base dei microscopi a scansione di sonda, che possono risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova usi quotidiani nella generazione di scintille per accendere il gas, nei dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e nell'effetto piroelettrico, in cui un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura. Questo fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel, che ipotizzarono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie dell'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto. I fratelli Pierre e Jacques Curie hanno combinato la loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti, che hanno dato origine alla previsione della piroelettricità. Sono stati in grado di prevedere il comportamento del cristallo e hanno dimostrato l'effetto in cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità. Un disco piezoelettrico genera una tensione quando viene deformato e il cambiamento di forma è notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie.
Riuscirono a prevedere l'effetto piezoelettrico inverso, e l'effetto inverso fu dedotto matematicamente da Gabriel Lippmann nel 1881. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e andarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità dell'elettro-elasto- deformazioni meccaniche nei cristalli piezoelettrici.
Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt, che descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche attraverso l'analisi tensoriale. Questa era l'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici e il sonar fu sviluppato durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi colleghi svilupparono un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni.
Il rilevatore era costituito da a trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a lastre di acciaio, e un idrofono per rilevare l'eco di ritorno. Emettendo un alto frequenza impulso dal trasduttore e misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dall'oggetto. Hanno utilizzato la piezoelettricità per rendere il sonar un successo e il progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici. Nel corso dei decenni, sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per i materiali e i dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in una varietà di campi. Le cartucce fonografiche in ceramica hanno semplificato il design del lettore e realizzato per giradischi economici e precisi che erano più economici da mantenere e più facili da costruire.
Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito una facile misurazione della viscosità e dell'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali.
Interazione elettromeccanica lineare
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di generare una carica elettrica quando sottoposti a stress meccanico. La parola deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein) che significa “spremere o premere” e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa “ambra”, che era un'antica fonte di carica elettrica.
La piezoelettricità fu scoperta nel 1880 dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie. Si basa sull'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che presentano piezoelettricità presentano anche un effetto piezoelettrico inverso, per cui la generazione interna di deformazione meccanica risulta da un campo elettrico applicato. Esempi di materiali che generano piezoelettricità misurabile quando deformati dalla loro struttura statica includono cristalli di titanato di zirconato di piombo. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, che è noto come effetto piezoelettrico inverso e viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
La piezoelettricità è stata sfruttata per una varietà di applicazioni utili, come:
• Produzione e rilevamento del suono
• Stampa inkjet piezoelettrica
• Generazione di energia elettrica ad alta tensione
• Generatore di clock
• Dispositivi elettronici
• Microbilance
• Guida ugelli ad ultrasuoni
• Gruppi ottici a focalizzazione ultrafine
• Costituisce la base dei microscopi a scansione di sonda per la risoluzione di immagini su scala atomica
• Pickup nelle chitarre amplificate elettronicamente
• Trigger nelle moderne batterie elettroniche
• Generare scintille per accendere il gas nei dispositivi di cottura e riscaldamento
• Torce e accendini
La piezoelettricità trova anche usi quotidiani nell'effetto piroelettrico, che è un materiale che genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura. Questo fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel, che ipotizzarono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Tuttavia, gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La visualizzazione di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto. Fu il lavoro dei fratelli Pierre e Jacques Curie che esplorò e definì le strutture cristalline che esibivano piezoelettricità, culminando nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche attraverso l'analisi tensoriale, portando all'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici.
Il sonar è stato sviluppato durante la prima guerra mondiale, quando il francese Paul Langevin ei suoi colleghi hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore era costituito da un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza dal trasduttore. Misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dell'oggetto, utilizzando la piezoelettricità. Il successo di questo progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici nel corso dei decenni, con nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali esplorati e sviluppati. I dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in molti campi, come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e reso i giradischi più economici e precisi, più economici e più facili da costruire e mantenere.
Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito una facile misurazione della viscosità e dell'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico in un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale. Dopo la seconda guerra mondiale, gruppi di ricerca indipendenti negli Stati Uniti, in Russia e in Giappone hanno scoperto una nuova classe di materiali sintetici chiamati ferroelettrici, che mostravano costanti piezoelettriche molte volte superiori a quelle dei materiali naturali. Ciò ha portato a un'intensa ricerca per sviluppare il titanato di bario, e successivamente il titanato di zirconato di piombo, materiali con proprietà specifiche per applicazioni particolari.
Un esempio significativo dell'uso di cristalli piezoelettrici è stato sviluppato dai Bell Telephone Laboratories dopo la seconda guerra mondiale. Frederick R. Lack, che lavora nel dipartimento di ingegneria della radiotelefonia,
Processo reversibile
La piezoelettricità è una carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È la risposta di questi materiali alle sollecitazioni meccaniche applicate. La parola "piezoelettricità" deriva dalle parole greche "piezein" che significa "spremere" o "premere" e "ēlektron" che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Esempi di materiali che generano piezoelettricità misurabile includono cristalli di titanato di zirconato di piombo. Quando la struttura statica di questi cristalli viene deformata, ritornano alla loro dimensione originaria, e viceversa, quando viene applicato un campo elettrico esterno, cambiano la loro dimensione statica, producendo onde ultrasoniche.
I fisici francesi Jacques e Pierre Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. Da allora è stata sfruttata per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi, dispositivi elettronici, microbilance, guidare ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base per la scansione di microscopi a sonda, che possono risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova anche usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, in cui un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, è stato studiato da Carl Linnaeus, Franz Aepinus e René Haüy a metà del XVIII secolo, attingendo alla conoscenza dell'ambra. Antoine César Becquerel ha ipotizzato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica, ma gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
I visitatori dell'Hunterian Museum di Glasgow possono vedere il Piezo Crystal Curie Compensator, una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. La combinazione della loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti ha dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato con l'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Questo cambiamento di forma è stato notevolmente esagerato dai Curie per prevedere l'effetto piezoelettrico opposto. L'effetto inverso fu dedotto matematicamente dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche usando l'analisi tensoriale.
L'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici, come il sonar, è stata sviluppata durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi collaboratori hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore era costituito da un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno. Emettendo un impulso ad alta frequenza dal trasduttore e misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dell'oggetto. Hanno usato la piezoelettricità per rendere questo sonar un successo. Questo progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici e nel corso dei decenni sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali. Dispositivi piezoelettrici
Cosa causa la piezoelettricità?
In questa sezione esplorerò le origini della piezoelettricità e i vari materiali che esibiscono questo fenomeno. Guarderò la parola greca 'piezein', l'antica fonte di carica elettrica, e l'effetto piroelettrico. Parlerò anche delle scoperte di Pierre e Jacques Curie e dello sviluppo dei dispositivi piezoelettrici nel XX secolo.
Parola greca Piezein
La piezoelettricità è l'accumulo di carica elettrica in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È causato dalla risposta di questi materiali alle sollecitazioni meccaniche applicate. La parola piezoelettricità deriva dalla parola greca “piezein”, che significa “spremere o premere”, e “ēlektron”, che significa “ambra”, un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, nel senso che i materiali che presentano piezoelettricità presentano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazioni meccaniche derivanti da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, che è noto come effetto piezoelettrico inverso ed è la produzione di onde ultrasoniche.
I fisici francesi Jacques e Pierre Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. L'effetto piezoelettrico è stato sfruttato per molte applicazioni utili, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come le microbilance , guidare ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base dei microscopi a scansione di sonda, che possono risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, che è la generazione di potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel, che postularono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
Al museo in Scozia, i visitatori possono vedere un compensatore Curie in cristallo piezoelettrico, una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. La combinazione della loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti ha dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento del cristallo. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Il tartrato di sodio e potassio tetraidrato e il quarzo del sale di Rochelle hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico genera tensione quando è deformato. Questo cambiamento di forma è notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie.
I Curie hanno poi ottenuto la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio fino a quando non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche attraverso l'analisi tensoriale.
Questa applicazione pratica della piezoelettricità portò allo sviluppo del sonar durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi collaboratori svilupparono un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Il rilevatore consisteva in un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio, chiamato idrofono, per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza. Il trasduttore ha misurato il tempo impiegato per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto per calcolare la distanza dell'oggetto. L'uso della piezoelettricità nel sonar è stato un successo e il progetto ha creato per decenni un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici.
Sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali, e i dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in molti campi, come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e realizzato giradischi più economici e più accurati che erano più economici da mantenere e più facili costruire. Lo sviluppo
Antica fonte di carica elettrica
La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È causato dalla risposta del materiale alle sollecitazioni meccaniche applicate. La parola 'piezoelettricità' deriva dalla parola greca 'piezein', che significa 'strizzare o premere', e dalla parola 'elektron', che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, nel senso che i materiali che presentano piezoelettricità presentano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazioni meccaniche derivanti da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, i cristalli cambiano la loro dimensione statica in un effetto piezoelettrico inverso, producendo onde ultrasoniche.
L'effetto piezoelettrico fu scoperto nel 1880 dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie. Viene sfruttato per una varietà di applicazioni utili, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di clock e dispositivi elettronici come microbilance e ugelli a ultrasuoni per la messa a fuoco ultrafine di gruppi ottici. Costituisce anche la base per la scansione di microscopi a sonda, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova usi quotidiani nella generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, che è la produzione di potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel che postularono una relazione tra meccanica stress e carica elettrica. Tuttavia, i loro esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico e del compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia dimostra l'effetto piezoelettrico diretto. Fu il lavoro dei fratelli Pierre e Jacques Curie che esplorò e definì le strutture cristalline che esibivano piezoelettricità, culminando nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche attraverso l'analisi tensoriale, consentendo l'applicazione pratica di dispositivi piezoelettrici.
Sonar è stato sviluppato durante la prima guerra mondiale dal francese Paul Langevin e dai suoi colleghi, che hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Il rilevatore consisteva in un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e un idrofono per rilevare l'eco di ritorno. Emettendo un impulso ad alta frequenza dal trasduttore e misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dall'oggetto. Hanno usato la piezoelettricità per rendere questo sonar un successo. Il progetto ha creato per decenni un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici.
Piroelettricità
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. È un'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. La parola “piezoelettricità” deriva dalla parola greca “piezein”, che significa “spremere o premere”, e dalla parola greca “ēlektron”, che significa “ambra”, un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico è stato scoperto dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie nel 1880. È un processo reversibile, nel senso che i materiali che presentano l'effetto piezoelettrico presentano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di deformazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Esempi di materiali che generano piezoelettricità misurabile includono cristalli di titanato di zirconato di piombo. Quando una struttura statica viene deformata, ritorna alla sua dimensione originale. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, si produce l'effetto piezoelettrico inverso, con conseguente produzione di onde ultrasoniche.
L'effetto piezoelettrico viene sfruttato per molte applicazioni utili, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di clock e dispositivi elettronici come microbilance, ugelli ultrasonici di azionamento e gruppi ottici di focalizzazione ultrafine. È anche la base per la scansione di microscopi a sonda, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, che è la produzione di potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel, che avevano ipotizzato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Tuttavia, gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezo al Curie Compensator Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto. I fratelli Pierre e Jacques Curie hanno combinato la loro conoscenza della piroelettricità e la loro comprensione delle strutture cristalline sottostanti per dare origine alla comprensione della piroelettricità e prevedere il comportamento del cristallo. Ciò è stato dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. È stato scoperto che il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo mostrano piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Questo è stato notevolmente esagerato dai Curie per prevedere l'effetto piezoelettrico opposto. L'effetto inverso fu dedotto matematicamente dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Nei decenni che seguirono, la piezoelettricità rimase una curiosità di laboratorio finché non divenne uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt.
Lo sviluppo del sonar è stato un successo e il progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici. Nei decenni successivi sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali. I dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in molti campi, come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e reso i giradischi più economici e precisi, più economici da mantenere e più facili da costruire. Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito di misurare facilmente la viscosità e l'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico in un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale.
Dopo la seconda guerra mondiale, gruppi di ricerca indipendenti negli Stati Uniti, in Russia e in Giappone hanno scoperto una nuova classe di materiali sintetici chiamati ferroelettrici, che esibivano costanti piezoelettriche che erano
Materiali piezoelettrici
In questa sezione, parlerò dei materiali che presentano l'effetto piezoelettrico, che è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. Guarderò i cristalli, la ceramica, la materia biologica, le ossa, il DNA e le proteine, e come tutti rispondono all'effetto piezoelettrico.
Cristalli
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. La parola piezoelettricità deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein) che significa 'spremere' o 'premere' e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica. I materiali piezoelettrici includono cristalli, ceramiche, materia biologica, ossa, DNA e proteine.
La piezoelettricità è un'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Esempi di materiali che generano piezoelettricità misurabile includono cristalli di titanato di zirconato di piombo, che possono essere deformati alla loro dimensione originale o viceversa, cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno. Questo è noto come effetto piezoelettrico inverso e viene utilizzato per produrre onde ultrasoniche.
I fisici francesi Jacques e Pierre Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. L'effetto piezoelettrico è stato sfruttato per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come come microbilance, aziona ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base per la scansione di microscopi a sonda, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica. I pickup piezoelettrici sono utilizzati anche nelle chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger nelle moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova usi quotidiani nella generazione di scintille per accendere il gas nei dispositivi di cottura e riscaldamento, così come nelle torce e negli accendini. L'effetto piroelettrico, che è la generazione di potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel, che postularono una relazione tra meccanica stress e carica elettrica. Gli esperimenti per dimostrare questa teoria erano inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto. I fratelli Pierre e Jacques Curie hanno combinato la loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti per dare origine alla previsione della piroelettricità. Sono stati in grado di prevedere il comportamento del cristallo e hanno dimostrato l'effetto in cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità. Un disco piezoelettrico genera tensione quando è deformato; il cambiamento di forma è notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie.
Sono stati anche in grado di prevedere l'effetto piezoelettrico inverso e dedurre matematicamente i principi termodinamici fondamentali alla base di esso. Gabriel Lippmann lo fece nel 1881. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e andarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici.
Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt, che descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche utilizzando l'analisi tensoriale.
L'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici nel sonar è stata sviluppata durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi collaboratori hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore consisteva in un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio, chiamato idrofono, per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza. Misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dall'oggetto. Questo uso della piezoelettricità nel sonar è stato un successo e il progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici nel corso dei decenni.
Ceramici
I materiali piezoelettrici sono solidi che accumulano carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. La piezoelettricità deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein) che significa 'spremere' o 'premere' e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica. I materiali piezoelettrici sono utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro e la generazione di elettricità ad alta tensione.
I materiali piezoelettrici si trovano nei cristalli, nella ceramica, nella materia biologica, nelle ossa, nel DNA e nelle proteine. La ceramica è il materiale piezoelettrico più comune utilizzato nelle applicazioni quotidiane. La ceramica è costituita da una combinazione di ossidi metallici, come il titanato di zirconato di piombo (PZT), che vengono riscaldati a temperature elevate per formare un solido. Le ceramiche sono altamente durevoli e possono resistere a temperature e pressioni estreme.
La ceramica piezoelettrica ha una varietà di usi, tra cui:
• Generare scintille per accendere gas per dispositivi di cottura e riscaldamento, come torce e accendisigari.
• Generazione di onde ultrasoniche per l'imaging medicale.
• Generazione di elettricità ad alta tensione per generatori di orologi e dispositivi elettronici.
• Generazione di microbilance da utilizzare nella pesatura di precisione.
• Azionamento di ugelli ultrasonici per la messa a fuoco ultrafine di gruppi ottici.
• Costituire la base per i microscopi a scansione di sonda, in grado di risolvere immagini su scala atomica.
• Pickup per chitarre amplificate elettronicamente e trigger per batterie elettroniche moderne.
Le ceramiche piezoelettriche sono utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni, dall'elettronica di consumo all'imaging medico. Sono altamente durevoli e possono resistere a temperature e pressioni estreme, rendendole ideali per l'uso in una varietà di settori.
Materia Biologica
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. Deriva dalla parola greca 'piezein', che significa 'strizzare o premere', e 'ēlektron', che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica.
Materia biologica come ossa, DNA e proteine sono tra i materiali che esibiscono piezoelettricità. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Esempi di questi materiali includono cristalli di titanato di zirconato di piombo, che generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, i cristalli cambiano la loro dimensione statica, producendo onde ultrasoniche per effetto piezoelettrico inverso.
La scoperta della piezoelettricità è stata fatta dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie nel 1880. Da allora è stata sfruttata per una varietà di utili applicazioni, come:
• Produzione e rilevamento del suono
• Stampa inkjet piezoelettrica
• Generazione di energia elettrica ad alta tensione
• Generatore di clock
• Dispositivi elettronici
• Microbilance
• Guida ugelli ad ultrasuoni
• Gruppi ottici a focalizzazione ultrafine
• Costituisce la base dei microscopi a scansione di sonda
• Risolvere le immagini alla scala degli atomi
• Pickup nelle chitarre amplificate elettronicamente
• Trigger nelle moderne batterie elettroniche
La piezoelettricità viene utilizzata anche in oggetti di uso quotidiano come dispositivi di cottura e riscaldamento a gas, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, che è la produzione di potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo. Attingendo alla conoscenza di René Haüy e Antoine César Becquerel, hanno ipotizzato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica, ma i loro esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto. I fratelli Pierre e Jacques Curie hanno combinato la loro conoscenza della piroelettricità e la loro comprensione delle strutture cristalline sottostanti per dare origine alla previsione della piroelettricità e prevedere il comportamento del cristallo. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Questo effetto è stato notevolmente esagerato dai Curie per prevedere l'effetto piezoelettrico opposto. L'effetto inverso fu dedotto matematicamente dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio fino a quando non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del "Lehrbuch der Kristallphysik" di Woldemar Voigt (Libro di testo di fisica dei cristalli).
Bone
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. L'osso è uno di questi materiali che mostra questo fenomeno.
L'osso è un tipo di materia biologica composta da proteine e minerali, tra cui collagene, calcio e fosforo. È il più piezoelettrico di tutti i materiali biologici ed è in grado di generare una tensione quando sottoposto a stress meccanico.
L'effetto piezoelettrico nell'osso è il risultato della sua struttura unica. È composto da una rete di fibre di collagene che sono incorporate in una matrice di minerali. Quando l'osso è sottoposto a stress meccanico, le fibre di collagene si muovono, causando la polarizzazione dei minerali e la generazione di una carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico nell'osso ha una serie di applicazioni pratiche. Viene utilizzato nell'imaging medico, come l'ecografia e l'imaging a raggi X, per rilevare fratture ossee e altre anomalie. Viene utilizzato anche negli apparecchi acustici a conduzione ossea, che utilizzano l'effetto piezoelettrico per convertire le onde sonore in segnali elettrici che vengono inviati direttamente all'orecchio interno.
L'effetto piezoelettrico nell'osso viene utilizzato anche negli impianti ortopedici, come articolazioni artificiali e arti protesici. Gli impianti utilizzano l'effetto piezoelettrico per convertire l'energia meccanica in energia elettrica, che viene poi utilizzata per alimentare il dispositivo.
Inoltre, l'effetto piezoelettrico nell'osso viene esplorato per l'uso nello sviluppo di nuovi trattamenti medici. Ad esempio, i ricercatori stanno studiando l'uso della piezoelettricità per stimolare la crescita ossea e riparare i tessuti danneggiati.
Nel complesso, l'effetto piezoelettrico nell'osso è un fenomeno affascinante con un'ampia gamma di applicazioni pratiche. Viene utilizzato in una varietà di applicazioni mediche e tecnologiche e viene esplorato per l'uso nello sviluppo di nuovi trattamenti.
DNA
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. Il DNA è uno di questi materiali che mostra questo effetto. Il DNA è una molecola biologica presente in tutti gli organismi viventi ed è composto da quattro basi nucleotidiche: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T).
Il DNA è una molecola complessa che può essere utilizzata per generare carica elettrica se sottoposta a stress meccanico. Ciò è dovuto al fatto che le molecole di DNA sono composte da due filamenti di nucleotidi tenuti insieme da legami a idrogeno. Quando questi legami si rompono, si genera una carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico del DNA è stato utilizzato in una varietà di applicazioni, tra cui:
• Generazione di elettricità per impianti medici
• Rilevamento e misurazione delle forze meccaniche nelle celle
• Sviluppo di sensori su scala nanometrica
• Creazione di biosensori per il sequenziamento del DNA
• Generazione di onde ultrasoniche per l'imaging
L'effetto piezoelettrico del DNA viene anche esplorato per il suo potenziale utilizzo nello sviluppo di nuovi materiali, come nanofili e nanotubi. Questi materiali potrebbero essere utilizzati per una varietà di applicazioni, tra cui lo stoccaggio di energia e il rilevamento.
L'effetto piezoelettrico del DNA è stato ampiamente studiato ed è risultato essere altamente sensibile allo stress meccanico. Questo lo rende uno strumento prezioso per ricercatori e ingegneri che cercano di sviluppare nuovi materiali e tecnologie.
In conclusione, il DNA è un materiale che esibisce l'effetto piezoelettrico, che è la capacità di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. Questo effetto è stato utilizzato in una varietà di applicazioni, inclusi impianti medici, sensori su nanoscala e sequenziamento del DNA. Viene anche esplorato per il suo potenziale utilizzo nello sviluppo di nuovi materiali, come nanofili e nanotubi.
Proteine
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. I materiali piezoelettrici, come proteine, cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA, mostrano questo effetto. Le proteine, in particolare, sono un materiale piezoelettrico unico, in quanto sono composte da una struttura complessa di amminoacidi che possono essere deformati per generare carica elettrica.
Le proteine sono il tipo più abbondante di materiale piezoelettrico e si trovano in una varietà di forme. Possono essere trovati sotto forma di enzimi, ormoni e anticorpi, nonché sotto forma di proteine strutturali come il collagene e la cheratina. Le proteine si trovano anche sotto forma di proteine muscolari, responsabili della contrazione e del rilassamento muscolare.
L'effetto piezoelettrico delle proteine è dovuto al fatto che sono composte da una struttura complessa di amminoacidi. Quando questi amminoacidi sono deformati, generano carica elettrica. Questa carica elettrica può quindi essere utilizzata per alimentare una varietà di dispositivi, come sensori e attuatori.
Le proteine sono anche utilizzate in una varietà di applicazioni mediche. Ad esempio, vengono utilizzati per rilevare la presenza di determinate proteine nel corpo, che possono essere utilizzate per diagnosticare malattie. Sono anche utilizzati per rilevare la presenza di determinati batteri e virus, che possono essere utilizzati per diagnosticare le infezioni.
Le proteine sono anche utilizzate in una varietà di applicazioni industriali. Ad esempio, vengono utilizzati per creare sensori e attuatori per una varietà di processi industriali. Sono anche usati per creare materiali che possono essere utilizzati nella costruzione di aerei e altri veicoli.
In conclusione, le proteine sono un materiale piezoelettrico unico che può essere utilizzato in una varietà di applicazioni. Sono composti da una struttura complessa di amminoacidi che possono essere deformati per generare carica elettrica e sono utilizzati in una varietà di applicazioni mediche e industriali.
Energy Harvesting con Piezoelettricità
In questa sezione, parlerò di come la piezoelettricità può essere utilizzata per raccogliere energia. Esaminerò le varie applicazioni della piezoelettricità, dalla stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro ai generatori di clock e alle microbilance. Esplorerò anche la storia della piezoelettricità, dalla sua scoperta da parte di Pierre Curie al suo utilizzo nella seconda guerra mondiale. Infine, parlerò dello stato attuale dell'industria piezoelettrica e del potenziale di ulteriore crescita.
Stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di generare una carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. La parola "piezoelettricità" deriva dalle parole greche "piezein" (strizzare o premere) e "elektron" (ambra), un'antica fonte di carica elettrica. I materiali piezoelettrici, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA, sono utilizzati in una varietà di applicazioni.
La piezoelettricità viene utilizzata per generare elettricità ad alta tensione, come generatore di clock, nei dispositivi elettronici e nelle microbilance. Viene anche utilizzato per guidare ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. La stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro è un'applicazione popolare di questa tecnologia. Questo è un tipo di stampa che utilizza cristalli piezoelettrici per generare una vibrazione ad alta frequenza, che viene utilizzata per espellere goccioline di inchiostro su una pagina.
La scoperta della piezoelettricità risale al 1880, quando i fisici francesi Jacques e Pierre Curie ne scoprirono l'effetto. Da allora, l'effetto piezoelettrico è stato sfruttato per una varietà di utili applicazioni. La piezoelettricità viene utilizzata in oggetti di uso quotidiano come dispositivi di cottura e riscaldamento a gas, torce, accendisigari e pickup nelle chitarre amplificate elettronicamente e trigger nelle moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità è utilizzata anche nella ricerca scientifica. È la base per la scansione di microscopi a sonda, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica. Viene anche utilizzato nei riflettometri ultrasonici nel dominio del tempo, che inviano impulsi ultrasonici in un materiale e misurano i riflessi per rilevare discontinuità e trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra.
Lo sviluppo di dispositivi e materiali piezoelettrici è stato guidato dalla necessità di migliori prestazioni e processi di produzione più semplici. Negli Stati Uniti, lo sviluppo di cristalli di quarzo per uso commerciale è stato un fattore importante nella crescita dell'industria piezoelettrica. Al contrario, i produttori giapponesi sono stati in grado di condividere rapidamente informazioni e sviluppare nuove applicazioni, portando a una rapida crescita nel mercato giapponese.
La piezoelettricità ha rivoluzionato il modo in cui utilizziamo l'energia, dagli oggetti di uso quotidiano come gli accendini alla ricerca scientifica avanzata. È una tecnologia versatile che ci ha permesso di esplorare e sviluppare nuovi materiali e applicazioni e continuerà a essere una parte importante della nostra vita per gli anni a venire.
Generazione di elettricità ad alta tensione
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali solidi di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. La parola "piezoelettricità" deriva dalle parole greche "piezein" che significa "spremere" o "premere" e "ēlektron" che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica. La piezoelettricità è un'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione.
L'effetto piezoelettrico è un processo reversibile; i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, la generazione interna di deformazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, un fenomeno noto come effetto piezoelettrico inverso, che viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
L'effetto piezoelettrico viene utilizzato in una varietà di applicazioni, inclusa la generazione di elettricità ad alta tensione. I materiali piezoelettrici sono utilizzati nella produzione e rilevazione del suono, nella stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, nei generatori di orologi, nei dispositivi elettronici, nelle microbilance, negli ugelli ultrasonici di azionamento e nei gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine.
La piezoelettricità viene utilizzata anche nelle applicazioni quotidiane, come la generazione di scintille per accendere il gas nei dispositivi di cottura e riscaldamento, nelle torce, negli accendini e nei materiali ad effetto piroelettrico, che generano potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura. Questo effetto è stato studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alla conoscenza di René Haüy e Antoine César Becquerel, che hanno ipotizzato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica, sebbene i loro esperimenti si siano rivelati inconcludenti.
La conoscenza combinata della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti hanno dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Ciò è stato notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie dell'effetto piezoelettrico diretto.
I fratelli Pierre e Jacques Curie hanno poi ottenuto la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt, che descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche utilizzando l'analisi tensoriale.
L'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici è iniziata con lo sviluppo del sonar durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi collaboratori hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Il rilevatore era costituito da un trasduttore costituito da sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno. Emettendo un impulso ad alta frequenza dal trasduttore e misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dell'oggetto. Hanno usato la piezoelettricità per rendere il sonar un successo e il progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici nei decenni successivi.
Sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali. I dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in una varietà di campi, come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e reso i giradischi più economici e precisi, più economici da mantenere e più facili da costruire. Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito una facile misurazione della viscosità e dell'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico in un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale.
La seconda guerra mondiale ha visto gruppi di ricerca indipendenti negli Stati Uniti, Russia e Giappone scoprire una nuova classe di materiali sintetici chiamati fer
Generatore di clock
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. Questo fenomeno è stato utilizzato per creare una serie di applicazioni utili, inclusi i generatori di clock. I generatori di clock sono dispositivi che utilizzano la piezoelettricità per generare segnali elettrici con tempi precisi.
I generatori di clock sono utilizzati in una varietà di applicazioni, come nei computer, nelle telecomunicazioni e nei sistemi automobilistici. Sono anche utilizzati nei dispositivi medici, come i pacemaker, per garantire una sincronizzazione accurata dei segnali elettrici. I generatori di clock sono utilizzati anche nell'automazione industriale e nella robotica, dove è essenziale una temporizzazione precisa.
L'effetto piezoelettrico si basa sull'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che presentano piezoelettricità possono anche generare sollecitazioni meccaniche quando viene applicato un campo elettrico. Questo è noto come effetto piezoelettrico inverso e viene utilizzato per produrre onde ultrasoniche.
I generatori di clock utilizzano questo effetto piezoelettrico inverso per generare segnali elettrici con tempi precisi. Il materiale piezoelettrico viene deformato da un campo elettrico, che lo fa vibrare a una frequenza specifica. Questa vibrazione viene quindi convertita in un segnale elettrico, che viene utilizzato per generare un preciso segnale di temporizzazione.
I generatori di clock sono utilizzati in una varietà di applicazioni, dai dispositivi medici all'automazione industriale. Sono affidabili, precisi e facili da usare, il che li rende una scelta popolare per molte applicazioni. La piezoelettricità è una parte importante della tecnologia moderna e i generatori di clock sono solo una delle tante applicazioni di questo fenomeno.
Dispositivi elettronici
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali solidi di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. Questo fenomeno, noto come effetto piezoelettrico, viene utilizzato in una varietà di dispositivi elettronici, dai pickup nelle chitarre amplificate elettronicamente ai trigger nelle moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein) che significa "spremere" o "premere" e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica. I materiali piezoelettrici sono cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e proteine del DNA, che esibiscono l'effetto piezoelettrico.
L'effetto piezoelettrico è un'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, nel senso che i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, un fenomeno noto come effetto piezoelettrico inverso, che viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
La scoperta della piezoelettricità è attribuita ai fisici francesi Pierre e Jacques Curie, che dimostrarono l'effetto piezoelettrico diretto nel 1880. La loro conoscenza combinata della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti diedero origine alla previsione dell'effetto piroelettrico e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli è stato dimostrato con l'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle.
La piezoelettricità è stata utilizzata in una varietà di applicazioni quotidiane, come la generazione di scintille per accendere gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e materiali ad effetto piroelettrico che generano potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura. Questo fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel, che ipotizzarono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti, tuttavia, fino a quando la vista di un cristallo piezoelettrico al museo del compensatore Curie in Scozia ha dimostrato l'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Curie.
La piezoelettricità viene utilizzata in una varietà di dispositivi elettronici, dai pickup nelle chitarre amplificate elettronicamente ai trigger nelle moderne batterie elettroniche. Viene anche utilizzato nella produzione e rilevamento di suoni, stampa a getto d'inchiostro piezoelettrico, generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di clock, microbilance, ugelli ultrasonici di azionamento e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. La piezoelettricità è anche la base per la scansione di microscopi a sonda, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica.
microbilance
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali solidi di accumulare carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. La piezoelettricità deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein), che significa “spremere” o “premere”, e ἤλεκτρον (ēlektron), che significa “ambra”, un'antica fonte di carica elettrica.
La piezoelettricità viene utilizzata in una varietà di applicazioni quotidiane, come la generazione di scintille per accendere gas per dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. Viene anche utilizzato nella produzione e rilevamento del suono e nella stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro.
La piezoelettricità viene utilizzata anche per generare elettricità ad alta tensione ed è alla base dei generatori di clock e dei dispositivi elettronici come le microbilance. La piezoelettricità viene utilizzata anche per azionare ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine.
La scoperta della piezoelettricità è attribuita ai fisici francesi Jacques e Pierre Curie nel 1880. I fratelli Curie combinarono la loro conoscenza della piroelettricità e la loro comprensione delle strutture cristalline sottostanti per dare origine al concetto di piezoelettricità. Sono stati in grado di prevedere il comportamento del cristallo e hanno dimostrato l'effetto in cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle.
L'effetto piezoelettrico è stato sfruttato per applicazioni utili, tra cui la produzione e il rilevamento del suono. Lo sviluppo del sonar durante la prima guerra mondiale è stato un importante passo avanti nell'uso della piezoelettricità. Dopo la seconda guerra mondiale, gruppi di ricerca indipendenti negli Stati Uniti, in Russia e in Giappone hanno scoperto una nuova classe di materiali sintetici chiamati ferroelettrici, che mostravano costanti piezoelettriche fino a dieci volte superiori a quelle dei materiali naturali.
Ciò ha portato a un'intensa ricerca e sviluppo di titanato di bario e successivamente di materiali in titanato di zirconato di piombo, che avevano proprietà specifiche per applicazioni particolari. Un esempio significativo dell'uso di cristalli piezoelettrici è stato sviluppato presso i Bell Telephone Laboratories dopo la seconda guerra mondiale.
Frederick R. Lack, che lavorava nel dipartimento di ingegneria della radiotelefonia, sviluppò un cristallo tagliato che funzionava in un'ampia gamma di temperature. Il cristallo di Lack non necessitava dei pesanti accessori dei cristalli precedenti, facilitandone l'uso negli aerei. Questo sviluppo ha permesso alle forze aeree alleate di impegnarsi in attacchi di massa coordinati utilizzando la radio dell'aviazione.
Lo sviluppo di dispositivi e materiali piezoelettrici negli Stati Uniti ha mantenuto in attività diverse società e lo sviluppo di cristalli di quarzo è stato sfruttato commercialmente. Da allora i materiali piezoelettrici sono stati utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui l'imaging medico, la pulizia a ultrasuoni e altro ancora.
Guidare l'ugello ad ultrasuoni
La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È una risposta allo stress meccanico applicato e deriva dalle parole greche 'piezein', che significa 'spremere' o 'premere', e 'elektron', che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico è un'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Un esempio di ciò sono i cristalli di titanato di zirconato di piombo, che generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, i cristalli cambiano la loro dimensione statica, determinando l'effetto piezoelettrico inverso, che è la produzione di onde ultrasoniche.
I fisici francesi Jacques e Pierre Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880 e da allora è stata sfruttata per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono. La piezoelettricità trova anche usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora.
L'effetto piroelettrico, che è il materiale che genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, è stato studiato da Carl Linnaeus, Franz Aepinus e metà del XVIII secolo traendo conoscenza da René Haüy e Antoine César Becquerel che hanno postulato la relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Gli esperimenti per dimostrarlo erano inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. La combinazione della loro conoscenza della piroelettricità e della comprensione delle strutture cristalline sottostanti ha dato origine alla previsione della piroelettricità e ha permesso loro di prevedere il comportamento del cristallo. Ciò è stato dimostrato con l'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Ciò è stato notevolmente esagerato dai Curie per prevedere l'effetto piezoelettrico inverso, che è stato dedotto matematicamente dai principi termodinamici fondamentali da Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie nel loro lavoro per esplorare e definire strutture cristalline che esibivano piezoelettricità. Ciò culminò nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt, che descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche attraverso l'analisi tensoriale.
L'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici è iniziata con il sonar, sviluppato durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi collaboratori hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Il rilevatore consisteva in un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio, chiamato idrofono, per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza. Misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, hanno potuto calcolare la distanza dell'oggetto. Questo uso della piezoelettricità nel sonar è stato un successo e il progetto ha creato per decenni un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici.
Sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali, e i dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in campi come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e realizzato giradischi più economici e più accurati che erano più economici da mantenere e più facili da costruire . Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito una facile misurazione della viscosità e dell'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico attraverso un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra
Gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine
La piezoelettricità è la capacità di alcuni materiali di accumulare carica elettrica quando sottoposti a stress meccanico. È un'interazione elettromeccanica lineare tra stati elettrici e meccanici di materiali cristallini con simmetria di inversione. La piezoelettricità è un processo reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato.
La piezoelettricità è stata utilizzata in una varietà di applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono e la generazione di elettricità ad alta tensione. La piezoelettricità viene utilizzata anche nella stampa a getto d'inchiostro, nei generatori di clock, nei dispositivi elettronici, nelle microbilance, negli ugelli a ultrasuoni e nei gruppi ottici con messa a fuoco ultrafine.
La piezoelettricità fu scoperta nel 1880 dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie. L'effetto piezoelettrico viene sfruttato in applicazioni utili, come la produzione e il rilevamento del suono e la generazione di elettricità ad alta tensione. Viene utilizzata anche la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, così come generatori di clock, dispositivi elettronici, microbilance, ugelli ultrasonici di azionamento e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine.
La piezoelettricità ha trovato la sua strada negli usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere gas per dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e materiali ad effetto piroelettrico che generano potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura. Questo effetto è stato studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Haüy e Antoine César Becquerel che hanno postulato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. In combinazione con la loro conoscenza della piroelettricità e la loro comprensione delle strutture cristalline sottostanti, hanno dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle.
Il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo e il sale di Rochelle hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato, sebbene il cambiamento di forma fosse notevolmente esagerato. I Curie predissero l'effetto piezoelettrico inverso, e l'effetto inverso fu matematicamente dedotto dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e andarono a ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità dell'elettro- deformazioni elasto-meccaniche nei cristalli piezoelettrici.
Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio fino a quando non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche utilizzando l'analisi tensoriale per l'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici.
Lo sviluppo del sonar è stato un progetto di successo che ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici. Decenni dopo, sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali. I dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in una varietà di campi, come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e reso i giradischi più economici e più facili da mantenere e costruire. Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito la facile misurazione della viscosità e dell'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico in un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale.
Gli inizi del campo degli interessi piezoelettrici sono stati assicurati con i proficui brevetti di nuovi materiali sviluppati da cristalli di quarzo, che sono stati sfruttati commercialmente come materiale piezoelettrico. Gli scienziati hanno cercato materiali con prestazioni più elevate e, nonostante i progressi nei materiali e la maturazione dei processi di produzione, il mercato degli Stati Uniti non è cresciuto rapidamente. Al contrario, i produttori giapponesi hanno condiviso rapidamente le informazioni e le nuove applicazioni per la crescita nell'industria piezoelettrica degli Stati Uniti hanno sofferto rispetto ai produttori giapponesi.
Motori piezoelettrici
In questa sezione parlerò di come la piezoelettricità viene utilizzata nella tecnologia moderna. Dai microscopi a sonda in grado di risolvere immagini su scala atomica, ai pickup per chitarre amplificate elettronicamente e ai trigger per le moderne batterie elettroniche, la piezoelettricità è diventata parte integrante di molti dispositivi. Esplorerò la storia della piezoelettricità e come è stata utilizzata in una varietà di applicazioni.
Forma la base dei microscopi a sonda a scansione
La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È la risposta allo stress meccanico applicato e la parola piezoelettricità deriva dalla parola greca πιέζειν (piezein) che significa "spremere" o "premere" e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
I motori piezoelettrici sono dispositivi che utilizzano l'effetto piezoelettrico per generare movimento. Questo effetto è l'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, nel senso che i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Esempi di materiali che generano piezoelettricità misurabile sono i cristalli di titanato di zirconato di piombo.
L'effetto piezoelettrico viene sfruttato in applicazioni utili, come la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di clock e dispositivi elettronici come microbilance e aziona ugelli ultrasonici per gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base dei microscopi a sonda a scansione, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica.
La piezoelettricità fu scoperta nel 1880 dai fisici francesi Jacques e Pierre Curie. La vista di un cristallo piezoelettrico e del compensatore Curie può essere vista all'Hunterian Museum in Scozia, che è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie.
La combinazione della loro conoscenza della piroelettricità e della loro comprensione delle strutture cristalline sottostanti ha dato origine alla previsione della piroelettricità, che ha permesso loro di prevedere il comportamento del cristallo. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo e il sale di Rochelle mostravano piezoelettricità e un disco piezoelettrico veniva utilizzato per generare una tensione quando deformato, sebbene questo fosse notevolmente esagerato dai Curie.
Predissero anche l'effetto piezoelettrico inverso, e questo fu matematicamente dedotto dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e andarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità dell'elettro-elasto- deformazioni meccaniche nei cristalli piezoelettrici.
Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio fino a quando non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik di Woldemar Voigt (Libro di testo di fisica dei cristalli), che descriveva le classi cristalline naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche e l'analisi tensoriale.
Ciò ha portato all'applicazione pratica di dispositivi piezoelettrici, come il sonar, che è stato sviluppato durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi colleghi hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore era costituito da un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza dal trasduttore. Misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dell'oggetto. Hanno utilizzato la piezoelettricità per rendere questo sonar un successo e il progetto ha creato per decenni un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici.
Sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali, e i dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in molti campi, come le cartucce fonografiche in ceramica, che hanno semplificato il design del lettore e realizzato giradischi più economici e precisi che erano più economici da mantenere e più facili costruire. Lo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni ha consentito una facile misurazione della viscosità e dell'elasticità di fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico in un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale.
Durante la seconda guerra mondiale, gruppi di ricerca indipendenti negli Stati Uniti
Risolvi le immagini su scala di atomi
La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È una risposta allo stress meccanico applicato e deriva dalla parola greca "piezein", che significa spremere o premere. L'effetto piezoelettrico deriva dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici nei materiali cristallini con simmetria di inversione.
La piezoelettricità è un processo reversibile e i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Esempi di questo includono cristalli di titanato di zirconato di piombo, che generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata dalla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli cambiano la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, che è noto come effetto piezoelettrico inverso e viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
I fisici francesi Jacques e Pierre Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. L'effetto piezoelettrico è stato sfruttato per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come microbilance e guida ugelli ad ultrasuoni. Costituisce anche la base dei microscopi a sonda a scansione, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica.
La piezoelettricità viene utilizzata anche nelle applicazioni quotidiane, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, che è un materiale che genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo. Attingendo alla conoscenza di René Haüy e Antoine César Becquerel, hanno ipotizzato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica, ma i loro esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
I visitatori dell'Hunterian Museum di Glasgow possono vedere un compensatore Curie in cristallo piezoelettrico, una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. In combinazione con la loro conoscenza della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti, hanno dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo e il sale di Rochelle hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico genera una tensione quando deformato, sebbene il cambiamento di forma sia notevolmente esagerato. I Curie furono in grado di prevedere l'effetto piezoelettrico inverso, e l'effetto inverso fu dedotto matematicamente dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt.
Pickup Chitarre amplificate elettronicamente
I motori piezoelettrici sono motori elettrici che utilizzano l'effetto piezoelettrico per convertire l'energia elettrica in energia meccanica. L'effetto piezoelettrico è la capacità di alcuni materiali di generare una carica elettrica quando sottoposti a sollecitazioni meccaniche. I motori piezoelettrici sono utilizzati in una varietà di applicazioni, dall'alimentazione di piccoli dispositivi come orologi e orologi all'alimentazione di macchine più grandi come robot e apparecchiature mediche.
I motori piezoelettrici sono utilizzati nei pickup delle chitarre amplificate elettronicamente. Questi pickup utilizzano l'effetto piezoelettrico per convertire le vibrazioni delle corde della chitarra in un segnale elettrico. Questo segnale viene poi amplificato e inviato ad un amplificatore, che produce il suono della chitarra. I pickup piezoelettrici sono utilizzati anche nelle moderne batterie elettroniche, dove vengono utilizzati per rilevare le vibrazioni delle pelli dei tamburi e convertirle in un segnale elettrico.
I motori piezoelettrici sono utilizzati anche nei microscopi a scansione di sonda, che utilizzano l'effetto piezoelettrico per spostare una minuscola sonda su una superficie. Ciò consente al microscopio di risolvere immagini su scala atomica. I motori piezoelettrici sono utilizzati anche nelle stampanti a getto d'inchiostro, dove vengono utilizzati per spostare la testina di stampa avanti e indietro sulla pagina.
I motori piezoelettrici sono utilizzati in una varietà di altre applicazioni, inclusi dispositivi medici, componenti automobilistici ed elettronica di consumo. Sono utilizzati anche in applicazioni industriali, come nella produzione di pezzi di precisione e nell'assemblaggio di componenti complessi. L'effetto piezoelettrico viene utilizzato anche nella produzione di onde ultrasoniche, utilizzate nell'imaging medico e nel rilevamento di difetti nei materiali.
Nel complesso, i motori piezoelettrici sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni, dall'alimentazione di piccoli dispositivi all'alimentazione di macchine più grandi. Sono utilizzati in pickup chitarre amplificate elettronicamente, tamburi elettronici moderni, microscopi a sonda di scansione, stampanti a getto d'inchiostro, dispositivi medici, componenti automobilistici ed elettronica di consumo. L'effetto piezoelettrico viene utilizzato anche nella produzione di onde ultrasoniche e nel rilevamento di difetti nei materiali.
Attiva la batteria elettronica moderna
La piezoelettricità è la carica elettrica che si accumula in alcuni materiali solidi come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È la risposta di questi materiali alle sollecitazioni meccaniche applicate. La parola piezoelettricità deriva dalla parola greca "piezein", che significa "spremere o premere", e dalla parola "elektron", che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
I motori piezoelettrici sono dispositivi che utilizzano l'effetto piezoelettrico per generare movimento. Questo effetto deriva dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Un esempio di ciò sono i cristalli di titanato di zirconato di piombo, che generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, i cristalli cambiano la loro dimensione statica, producendo onde ultrasoniche.
I motori piezoelettrici sono utilizzati in una varietà di applicazioni quotidiane, come:
• Generare scintille per accendere il gas nei dispositivi di cottura e riscaldamento
• Torce, accendisigari e materiali ad effetto piroelettrico
• Generazione di potenziale elettrico in risposta al cambiamento di temperatura
• Produzione e rilevamento del suono
• Stampa inkjet piezoelettrica
• Generazione di energia elettrica ad alta tensione
• Generatore di clock e dispositivi elettronici
• Microbilance
• Azionamento di ugelli ultrasonici e gruppi ottici di focalizzazione ultrafine
• Costituisce la base dei microscopi a scansione di sonda
• Risolvere le immagini alla scala degli atomi
• Pickup chitarre amplificate elettronicamente
• Trigger batteria elettronica moderna.
Modellazione elettromeccanica di trasduttori piezoelettrici
In questa sezione esplorerò la modellazione elettromeccanica dei trasduttori piezoelettrici. Esaminerò la storia della scoperta della piezoelettricità, gli esperimenti che ne hanno dimostrato l'esistenza e lo sviluppo di dispositivi e materiali piezoelettrici. Discuterò anche dei contributi dei fisici francesi Pierre e Jacques Curie, Carl Linnaeus e Franz Aepinus, Rene Hauy e Antoine Cesar Becquerel, Gabriel Lippmann e Woldemar Voigt.
Fisici francesi Pierre e Jacques Curie
La piezoelettricità è un fenomeno elettromeccanico in cui la carica elettrica si accumula in alcuni materiali solidi come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. Questa carica viene generata in risposta a uno stress meccanico applicato. La parola 'piezoelettricità' deriva dalla parola greca 'piezein', che significa 'strizzare o premere', e 'elektron', che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta da un'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, nel senso che i materiali che presentano l'effetto piezoelettrico presentano anche l'effetto piezoelettrico inverso, in cui viene prodotta la generazione interna di deformazione meccanica in risposta a un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, quando viene applicato un campo elettrico esterno, i cristalli cambiano la loro dimensione statica, producendo onde ultrasoniche nel processo noto come effetto piezoelettrico inverso.
Nel 1880, i fisici francesi Pierre e Jacques Curie scoprirono l'effetto piezoelettrico e da allora è stato sfruttato per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, i generatori di orologi e l'elettronica. dispositivi come microbilance e ugelli a ultrasuoni per gruppi ottici a focalizzazione ultrafine. Costituisce anche la base per la scansione di microscopi a sonda, che possono risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova anche usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, in cui un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alla conoscenza di René Hauy e Antoine César Becquerel, che postularono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica, anche se i loro esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
Combinando la loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti, i Curie sono stati in grado di dare origine alla previsione della piroelettricità e prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità. Un disco piezoelettrico genera una tensione quando deformato, anche se questo è molto esagerato nella dimostrazione dei Curie. Sono stati anche in grado di prevedere l'effetto piezoelettrico inverso e dedurlo matematicamente dai principi termodinamici fondamentali di Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Nei decenni che seguirono, la piezoelettricità rimase una curiosità di laboratorio finché non divenne uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del "Lehrbuch der Kristallphysik" di Woldemar Voigt (Libro di testo di fisica dei cristalli).
Gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti
La piezoelettricità è un fenomeno elettromeccanico in cui la carica elettrica si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È la risposta allo stress meccanico applicato e la parola "piezoelettricità" deriva dalle parole greche "piezein", che significa "strizzare o premere", e "ēlektron", che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta dall'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. È un processo reversibile; i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazioni meccaniche derivanti da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, noto come effetto piezoelettrico inverso, che viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
I fisici francesi Pierre e Jacques Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. Da allora è stata sfruttata per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come le microbilance , guidare ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base dei microscopi a scansione di sonda, che possono risolvere immagini sulla scala degli atomi. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità trova usi quotidiani nella generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, in cui un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, fu studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Hauy e Antoine César Becquerel, che ipotizzarono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti.
La conoscenza combinata della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti hanno dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Ciò è stato notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie dell'effetto piezoelettrico diretto.
I fratelli Pierre e Jacques Curie predissero l'effetto piezoelettrico inverso, e l'effetto inverso fu dedotto matematicamente dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e andarono ad ottenere la prova quantitativa del completo reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici.
Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, ma è stata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche usando l'analisi tensoriale. Questa è stata la prima applicazione pratica dei trasduttori piezoelettrici e il sonar è stato sviluppato durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi colleghi hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni.
Carlo Linneo e Francesco Epino
La piezoelettricità è un fenomeno elettromeccanico in cui la carica elettrica si accumula in alcuni materiali solidi come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. Questa carica viene generata in risposta allo stress meccanico applicato. La parola piezoelettricità deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein) che significa “strizzare o premere” e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa “ambra”, un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta da un'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, che è la generazione interna di sollecitazione meccanica risultante da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, che è noto come effetto piezoelettrico inverso e viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
Nel 1880, i fisici francesi Jacques e Pierre Curie scoprirono l'effetto piezoelettrico e da allora è stato sfruttato per molte utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi, dispositivi elettronici, microbilance , guidare ugelli ultrasonici e gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base per la scansione di microscopi a sonda, utilizzati per risolvere immagini su scala atomica. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
La piezoelettricità si trova anche negli usi quotidiani, come la generazione di scintille per accendere il gas in dispositivi di cottura e riscaldamento, torce, accendini e l'effetto piroelettrico, ovvero quando un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura. Questo effetto è stato studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alla conoscenza di René Hauy e Antoine César Becquerel, che hanno ipotizzato una relazione tra stress meccanico e carica elettrica, sebbene i loro esperimenti si siano rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. La combinazione della loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti ha dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento del cristallo. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Il tartrato di sodio e potassio tetraidrato e il quarzo del sale di Rochelle hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico genera una tensione quando è deformato, sebbene questo sia notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie.
La previsione dell'effetto piezoelettrico inverso e la sua deduzione matematica dai principi fondamentali della termodinamica fu fatta da Gabriel Lippmann nel 1881. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e andarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità dell'effetto piezoelettrico inverso. deformazioni meccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio fino a quando non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie, che l'hanno utilizzata per esplorare e definire strutture cristalline che esibivano piezoelettricità. Ciò culminò nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt, che descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche utilizzando l'analisi tensoriale.
Questa applicazione pratica dei trasduttori piezoelettrici portò allo sviluppo del sonar durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi collaboratori svilupparono un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Il rilevatore era costituito da un trasduttore costituito da sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza dal trasduttore. Misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dell'oggetto. Hanno utilizzato la piezoelettricità per rendere questo sonar un successo e il progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse per i dispositivi piezoelettrici
René Hauy e Antoine César Becquerel
La piezoelettricità è un fenomeno elettromeccanico che si verifica quando alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA, accumulano carica elettrica in risposta allo stress meccanico applicato. La piezoelettricità deriva dalla parola greca 'piezein', che significa 'strizzare o premere', e 'elektron', che significa 'ambra', un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico deriva da un'interazione elettromeccanica lineare tra stati meccanici ed elettrici in materiali cristallini con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono l'effetto piezoelettrico mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, o la generazione interna di sollecitazioni meccaniche derivanti da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, determinando l'effetto piezoelettrico inverso e la produzione di onde ultrasoniche.
I fisici francesi Pierre e Jacques Curie scoprirono l'effetto piezoelettrico nel 1880. Questo effetto è stato sfruttato per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come le microbilance, gli ugelli a ultrasuoni guidati e i gruppi ottici di messa a fuoco ultrafine. Costituisce anche la base dei microscopi a scansione di sonda, che possono risolvere le immagini su una scala di atomi. La piezoelettricità viene utilizzata anche nei pickup per chitarre amplificate elettronicamente e nei trigger per le moderne batterie elettroniche.
L'effetto piezoelettrico fu studiato per la prima volta da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alle conoscenze di René Hauy e Antoine Cesar Becquerel, che ipotizzarono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Tuttavia, gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti. In combinazione con la conoscenza della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti, ciò ha dato origine alla previsione della piroelettricità e alla capacità di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle. Anche il tartrato di sodio potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Questo effetto è stato notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie al Museo di Scozia, che ha mostrato l'effetto piezoelettrico diretto.
I fratelli Pierre e Jacques Curie hanno poi ottenuto la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità da laboratorio, finché non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Questo lavoro ha esplorato e definito le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità, culminando nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso e proseguirono deducendo matematicamente i principi termodinamici fondamentali dell'effetto inverso. Ciò è stato fatto da Gabriel Lippmann nel 1881. La piezoelettricità è stata quindi utilizzata per sviluppare il sonar durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi colleghi hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore era costituito da un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno. Emettendo un impulso ad alta frequenza dal trasduttore e misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, hanno potuto calcolare la distanza dall'oggetto.
L'uso di cristalli piezoelettrici è stato ulteriormente sviluppato dai Bell Telephone Laboratories dopo la seconda guerra mondiale. Frederick R. Lack, che lavora nel dipartimento di ingegneria della radiotelefonia, ha sviluppato un cristallo tagliato che potrebbe funzionare su un'ampia gamma di temperature. Il cristallo di Lack non necessitava dei pesanti accessori dei cristalli precedenti, facilitandone l'uso negli aerei. Questo sviluppo ha permesso alle forze aeree alleate di impegnarsi in attacchi di massa coordinati, utilizzando la radio dell'aviazione. Lo sviluppo di dispositivi e materiali piezoelettrici negli Stati Uniti ha mantenuto le aziende nello sviluppo degli inizi in tempo di guerra nel campo e si sono sviluppati interessi nell'assicurare brevetti redditizi per nuovi materiali. I cristalli di quarzo sono stati sfruttati commercialmente come materiale piezoelettrico e gli scienziati hanno cercato materiali con prestazioni più elevate. Nonostante i progressi nei materiali e la maturazione dei processi di produzione, gli Stati Uniti
Gabriele Lipmann
La piezoelettricità è un fenomeno elettromeccanico in cui la carica elettrica si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. È il risultato di un'interazione tra stati meccanici ed elettrici in materiali con simmetria di inversione. La piezoelettricità fu scoperta per la prima volta dai fisici francesi Pierre e Jacques Curie nel 1880.
La piezoelettricità è stata sfruttata per una varietà di applicazioni utili, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro e la generazione di elettricità ad alta tensione. La piezoelettricità deriva dalle parole greche πιέζειν (piezein) che significa "strizzare o premere" e ἤλεκτρον (ēlektron) che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico è reversibile, il che significa che i materiali che esibiscono piezoelettricità mostrano anche l'effetto piezoelettrico inverso, in cui la generazione interna di deformazione meccanica risulta dall'applicazione di un campo elettrico. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, un processo noto come effetto piezoelettrico inverso. Questo processo può essere utilizzato per produrre onde ultrasoniche.
L'effetto piezoelettrico è stato studiato fin dalla metà del XVIII secolo, quando Carl Linnaeus e Franz Aepinus, attingendo alle conoscenze di René Hauy e Antoine César Becquerel, postularono una relazione tra stress meccanico e carica elettrica. Tuttavia, gli esperimenti si sono rivelati inconcludenti. È stato solo quando la conoscenza combinata della piroelettricità e la comprensione delle strutture cristalline sottostanti hanno dato origine alla previsione della piroelettricità che i ricercatori sono stati in grado di prevedere il comportamento dei cristalli. Ciò è stato dimostrato dall'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle.
Gabriel Lippmann, nel 1881, dedusse matematicamente i principi termodinamici fondamentali dell'effetto piezoelettrico inverso. I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici.
Per decenni, la piezoelettricità è rimasta una curiosità di laboratorio fino a quando non è diventata uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre e Marie Curie. Il loro lavoro per esplorare e definire le strutture cristalline che esibivano la piezoelettricità è culminato nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt. Questo descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche con l'analisi tensoriale.
L'applicazione pratica dei dispositivi piezoelettrici è iniziata con lo sviluppo del sonar durante la prima guerra mondiale. Paul Langevin ei suoi collaboratori hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore era costituito da un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno. Emettendo un impulso ad alta frequenza dal trasduttore e misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, sono stati in grado di calcolare la distanza dall'oggetto. Questo uso della piezoelettricità per il sonar è stato un successo e il progetto ha creato un intenso interesse per lo sviluppo dei dispositivi piezoelettrici. Nel corso dei decenni sono stati esplorati e sviluppati nuovi materiali piezoelettrici e nuove applicazioni per questi materiali. I dispositivi piezoelettrici hanno trovato casa in una varietà di campi, dalle cartucce fonografiche in ceramica che hanno semplificato la progettazione dei lettori e reso i giradischi economici e accurati più economici da mantenere e più facili da costruire, allo sviluppo di trasduttori a ultrasuoni che hanno consentito una facile misurazione della viscosità e dell'elasticità dei fluidi e solidi, con conseguenti enormi progressi nella ricerca sui materiali. I riflettometri a ultrasuoni nel dominio del tempo inviano un impulso ultrasonico in un materiale e misurano i riflessi e le discontinuità per trovare difetti all'interno di oggetti in metallo fuso e pietra, migliorando la sicurezza strutturale.
Dopo la seconda guerra mondiale, gruppi di ricerca indipendenti negli Stati Uniti, in Russia e in Giappone hanno scoperto una nuova classe di materiali sintetici chiamati ferroelettrici che mostravano costanti piezoelettriche fino a dieci volte superiori rispetto ai materiali naturali. Ciò ha portato a un'intensa ricerca per sviluppare il titanato di bario, e successivamente il titanato di zirconato di piombo, materiali con proprietà specifiche per applicazioni particolari. È stato sviluppato un esempio significativo dell'uso di cristalli piezoelettrici
Woldemar Voigt
La piezoelettricità è un fenomeno elettromeccanico in cui la carica elettrica si accumula in alcuni materiali solidi, come cristalli, ceramiche e materia biologica come ossa e DNA. Questa carica viene generata in risposta a uno stress meccanico applicato. La parola piezoelettricità deriva dalla parola greca "piezein", che significa "spremere o premere", e "elektron", che significa "ambra", un'antica fonte di carica elettrica.
L'effetto piezoelettrico risulta da un'interazione elettromeccanica lineare tra gli stati meccanici ed elettrici dei materiali cristallini con simmetria di inversione. Questo effetto è reversibile, il che significa che i materiali che presentano piezoelettricità presentano anche un effetto piezoelettrico inverso, in cui la generazione interna di deformazione meccanica risulta da un campo elettrico applicato. Ad esempio, i cristalli di titanato di zirconato di piombo generano piezoelettricità misurabile quando la loro struttura statica viene deformata rispetto alla sua dimensione originale. Al contrario, i cristalli possono cambiare la loro dimensione statica quando viene applicato un campo elettrico esterno, un fenomeno noto come effetto piezoelettrico inverso, che viene utilizzato nella produzione di onde ultrasoniche.
I fisici francesi Pierre e Jacques Curie scoprirono la piezoelettricità nel 1880. Da allora l'effetto piezoelettrico è stato sfruttato per una varietà di utili applicazioni, tra cui la produzione e il rilevamento del suono, la stampa piezoelettrica a getto d'inchiostro, la generazione di elettricità ad alta tensione, generatori di orologi e dispositivi elettronici come le microbilance e gli ugelli a ultrasuoni per la messa a fuoco ultrafine dei gruppi ottici. Costituisce anche la base dei microscopi a scansione di sonda, che possono risolvere immagini sulla scala degli atomi. Inoltre, i pickup nelle chitarre amplificate elettronicamente e i trigger nelle moderne batterie elettroniche utilizzano l'effetto piezoelettrico.
La piezoelettricità trova anche usi quotidiani nella generazione di scintille per accendere il gas nei dispositivi di cottura e riscaldamento, nelle torce, negli accendini e altro ancora. L'effetto piroelettrico, in cui un materiale genera un potenziale elettrico in risposta a un cambiamento di temperatura, è stato studiato da Carl Linnaeus e Franz Aepinus a metà del XVIII secolo, attingendo alla conoscenza di René Hauy e Antoine Cesar Becquerel, che hanno postulato una relazione tra meccanica stress e carica elettrica. Gli esperimenti per dimostrare questa relazione si sono rivelati inconcludenti.
La vista di un cristallo piezoelettrico nel compensatore Curie all'Hunterian Museum in Scozia è una dimostrazione dell'effetto piezoelettrico diretto dei fratelli Pierre e Jacques Curie. La combinazione della loro conoscenza della piroelettricità con la comprensione delle strutture cristalline sottostanti ha dato origine alla previsione della piroelettricità, che ha permesso loro di prevedere il comportamento dei cristalli che hanno dimostrato nell'effetto di cristalli come tormalina, quarzo, topazio, zucchero di canna e sale di Rochelle . Anche il tartrato di sodio e di potassio tetraidrato e il quarzo hanno mostrato piezoelettricità e un disco piezoelettrico è stato utilizzato per generare una tensione quando deformato. Questo cambiamento di forma è stato notevolmente esagerato nella dimostrazione dei Curie, che hanno continuato a prevedere l'effetto piezoelettrico opposto. L'effetto inverso fu dedotto matematicamente dai principi fondamentali della termodinamica da Gabriel Lippmann nel 1881.
I Curie confermarono immediatamente l'esistenza dell'effetto inverso, e passarono ad ottenere la prova quantitativa della completa reversibilità delle deformazioni elettroelastomeccaniche nei cristalli piezoelettrici. Nei decenni che seguirono, la piezoelettricità rimase una curiosità di laboratorio, finché non divenne uno strumento fondamentale nella scoperta del polonio e del radio da parte di Pierre Marie Curie, che la utilizzò per esplorare e definire strutture cristalline che esibivano piezoelettricità. Ciò culminò nella pubblicazione del Lehrbuch der Kristallphysik (Libro di testo di fisica dei cristalli) di Woldemar Voigt, che descriveva le classi di cristalli naturali capaci di piezoelettricità e definiva rigorosamente le costanti piezoelettriche utilizzando l'analisi tensoriale.
Ciò ha portato all'applicazione pratica di dispositivi piezoelettrici, come il sonar, che è stato sviluppato durante la prima guerra mondiale. In Francia, Paul Langevin ei suoi colleghi hanno sviluppato un rilevatore di sottomarini a ultrasuoni. Questo rilevatore era costituito da un trasduttore fatto di sottili cristalli di quarzo accuratamente incollati a piastre di acciaio e da un idrofono per rilevare l'eco di ritorno dopo aver emesso un impulso ad alta frequenza dal trasduttore. Misurando il tempo necessario per sentire l'eco delle onde sonore che rimbalzano su un oggetto, hanno potuto calcolare la distanza dall'oggetto. Hanno usato la piezoelettricità per rendere questo sonar un successo e il progetto ha creato un intenso sviluppo e interesse.
Relazioni importanti
- Attuatori piezoelettrici: gli attuatori piezoelettrici sono dispositivi che convertono l'energia elettrica in movimento meccanico. Sono comunemente utilizzati in robotica, dispositivi medici e altre applicazioni in cui è richiesto un controllo del movimento preciso.
- Sensori piezoelettrici: i sensori piezoelettrici vengono utilizzati per misurare parametri fisici come pressione, accelerazione e vibrazione. Sono spesso utilizzati in applicazioni industriali e mediche, nonché nell'elettronica di consumo.
- Piezoelettricità in natura: la piezoelettricità è un fenomeno naturale in alcuni materiali e si trova in molti organismi viventi. È usato da alcuni organismi per percepire il loro ambiente e per comunicare con altri organismi.
Conclusione
La piezoelettricità è un fenomeno straordinario che è stato utilizzato in una varietà di applicazioni, dal sonar alle cartucce fonografiche. È stato studiato dalla metà del 1800 ed è stato utilizzato con grande efficacia nello sviluppo della tecnologia moderna. Questo post sul blog ha esplorato la storia e gli usi della piezoelettricità e ha evidenziato l'importanza di questo fenomeno nello sviluppo della tecnologia moderna. Per coloro che sono interessati a saperne di più sulla piezoelettricità, questo post è un ottimo punto di partenza.
Sono Joost Nusselder, il fondatore di Neaera e un marketer di contenuti, papà, e amo provare nuove apparecchiature con la chitarra al centro della mia passione e, insieme al mio team, creo articoli di blog approfonditi dal 2020 per aiutare i lettori fedeli con consigli di registrazione e chitarra.
