فليكسوكهربائي

المرونة الكهربائية هي خاصية للمواد العازلة حيث يوجد اقتران بين الاستقطاب الكهربائي وتدرج الإجهاد . ترتبط هذه الظاهرة ارتباطًا وثيقًا بالكهرباء الانضغاطية ، ولكن بينما تشير الكهرباء الانضغاطية إلى الاستقطاب الناتج عن إجهاد منتظم، فإن المرونة الكهربائية تتضمن تحديدًا الاستقطاب الناتج عن إجهاد يختلف من نقطة إلى أخرى في المادة. يؤدي هذا الإجهاد غير المنتظم إلى كسر التناظر المركزي ، مما يعني أنه على عكس الكهرباء الانضغاطية، تحدث تأثيرات المرونة الكهربائية في كل من البنى البلورية المتناظرة وغير المتناظرة. [ 1 ] [ 2 ] هذه الخاصية ليست هي نفسها المرونة الحديدية . تلعب دورًا حاسمًا في تفسير العديد من السلوكيات الكهروميكانيكية المثيرة للاهتمام في المواد البلورية الصلبة وظواهر التحويل الميكانيكي الكهربائي الأساسية في المواد الحيوية اللينة. [ 3 ] بالإضافة إلى ذلك، فهو تأثير يعتمد على الحجم ويصبح أكثر أهمية في الأنظمة النانوية، [ 4 ] مثل أطراف الشقوق. [ 5 ] على عكس الكهروإجهادية التي تحدث فقط في المواد التي لا تحتوي على تناظر انعكاسي ، تحدث الكهروإجهادية المرنة في جميع المواد العازلة. [ 1 ] [ 2 ]

في الاستخدام الشائع، تُعرف المرونة الكهربائية بأنها توليد استقطاب نتيجة لتدرج الإجهاد؛ أما المرونة الكهربائية العكسية فهي عندما يُولّد الاستقطاب، غالبًا بسبب مجال كهربائي مُطبّق، تدرجًا في الإجهاد. وتُعرف المرونة الكهربائية العكسية بأنها الحالة التي يُحدث فيها تدرج الاستقطاب إجهادًا في المادة. [ 6 ]

الاستقطاب الكهربائيPأنا{\displaystyle P_{i}}بسبب الإجهاد الميكانيكي لـϵأناج{\displaystyle \epsilon _{ij}}يُعطى في مادة عازلة بالعلاقة التالية:

Pأنا=هـأناجكϵجك+μأناجكلϵجكxل{\displaystyle P_{i}=e_{ijk}\epsilon _{jk}+\mu _{ijkl}{\frac {\partial \epsilon _{jk}}{\partial x_{l}}}}

حيث يمثل الحد الأول التأثير الكهروإجهادي المباشر ، ويمثل الحد الثاني الاستقطاب المرن الكهربائي الناتج عن تدرج الإجهاد. معامل الاستقطاب المرن الكهربائي،μأناجكل{\displaystyle \mu _{ijkl}}، هو موتر قطبي من الرتبة الرابعة وهـأناجك{\displaystyle e_{ijk}}يمثل المعامل المقابل للتأثير الكهروإجهادي المباشر. [ 1 ] [ 2 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 زوبكو، بافلو؛ كاتالان، غوستاو؛ تاغانتسيف، ألكسندر ك. (2013). "التأثير الكهروإجهادي في المواد الصلبة". المراجعة السنوية لبحوث المواد . 43 : 387-421 . Bibcode : 2013AnRMS..43..387Z . doi : 10.1146/annurev-matsci-071312-121634 . hdl : 10261/99362 .
  2. يودين ، ب. ف.؛ تاجانتسيف، أ. ك. (2013-10-02). "أساسيات المرونة الكهربائية في المواد الصلبة". تقنية النانو . 24 (43) 432001. doi : 10.1088/0957-4484/24/43/432001 . ISSN 0957-4484 . 
  3. نغوين، ثانه د.؛ ماو، شينغ؛ ييه، ياو-وين؛ بوروهيت، براشانت ك.؛ ماك ألبين، مايكل س. (2013). "الكهرباء المرنة على المستوى النانوي". المواد المتقدمة 25 (7): 946-974 . Bibcode : 2013AdM....25..946N . doi : 10.1002/adma.201203852 . PMID 23293034 . 
  4. وانغ، بو؛ غو، ييجيا؛ تشانغ، شوجون؛ تشن، لونغ تشينغ (2019-12-01). "الكهرباء المرنة في المواد الصلبة: التقدم والتحديات والآفاق" . التقدم في علوم المواد . 106 : 100570. doi : 10.1016/j.pmatsci.2019.05.003 . ISSN 0079-6425 . 
  5. هونغوانغ وانغ، شيجي جيانغ، يي وانغ، روبرت دبليو. ستارك، بيتر أ. فان آكن، يوشين مانارت، هانز بوشكر (2020). "الملاحظة المباشرة للاستقطاب المرن الكهربائي الهائل حول أطراف الشقوق". رسائل نانو 20 (1): 88-94 . Bibcode : 2020NanoL..20...88W . doi : 10.1021/acs.nanolett.9b03176 . PMID 31851827 . {{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  6. عبد اللهي أ، دومينغو ن، أرياس إ، كاتالان ج (2019). "الكهرباء المرنة العكسية تُنتج إشارات مجهرية كبيرة للاستجابة الكهروإجهادية في المواد غير الكهروإجهادية" . نيتشر كوميونيكيشنز . 10 (1): 1266. Bibcode : 2019NatCo..10.1266A . doi : 10.1038/s41467-019-09266-y . PMC 6427004. PMID 30894544 .