Pesquisa publicada hoje na revista Applied Physics por engenheiros de materiais da Universidade de Leeds, Reino Unido, poderá ajudar a abrir caminho à eletrônica 100% livre de chumbo.
O trabalho, realizado nas instalações do sincrotron Diamond Light Source no Reino Unido revela o potencial de um novo material sintético para substituir cerâmicas à base de chumbo em inúmeros dispositivos eletrônicos, variando de câmeras digitais e impressoras jato de tinta a scanners de ultrassom hospitalares e injetores de combustível a diesel.
Os regulamentos europeus estão barrando o uso da maioria dos materiais que contenham chumbo em dispositivos elétricos e eletrônicos. Cristais de cerâmica conhecidos como "piezelétricos" estão atualmente isentos destes regulamentos, mas isto pode mudar no futuro devido a preocupações crescentes com a eliminação de materiais à base de chumbo.
Materiais piezelétricos geram um campo elétrico quando uma pressão é aplicada e vice-versa. Na ignição a gás em fornos e queimadores, por exemplo, cristais piezelétricos produzem uma alta voltagem quando recebem a batida de um martelo de mola, gerando faísca em uma pequena abertura que acende o combustível. O material piezelétrico mais comum é um cristal de cerâmica chamado titanato de zircônio de chumbo ou PZT.
Usando um feixe de raios-X de alta intensidade no sincrotron, os pesquisadores puderam mostrar agora que uma simples cerâmica isenta de chumbo poderia fazer o mesmo trabalho do PZT.
"Com linhas de feixes de 'condições extremas' fomos capazes de sondar o interior da cerâmica livre de chumbo de titanato de bismuto de sódio e potássio (KNBT) para saber mais sobre suas propriedades piezelétricas. Nós pudemos observar as alterações acontecendo na estrutura do cristal, enquanto aplicávamos o campo elétrico", disse Tim Comyn, principal pesquisador no projeto.
Segundo Adam Royles, envolvido também no estudo, a cerâmica livre de chumbo é leve e pode ser usada à temperatura ambiente. O novo material poderá ser aplicado no lugar do PZT, e poderá se tornar a escolha ideal para muitas aplicações.
No campo da medicina, o PZT é usado em transdutores de ultrassonografia, onde ele gera ondas sonoras e envia os ecos para um computador que os convertem em uma imagem. Cerâmicas piezelétricas também têm um grande potencial para a coleta de energia eficiente, uma solução possível para uma fonte de energia limpa sustentável no futuro.