Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Modélisation et vérification expérimentale de composites polyuréthane/plomb zirconate titanate pour applications de détection et d'actionnement

R. Farhan

Cette lettre propose un nouveau modèle couplant le comportement piézoélectrique et électrostrictif pour minimiser le pouvoir de polarisation du polymère composite. Le développement de ce modèle est capable de prédire les capacités de récupération d'énergie d'un composite électrostrictif. Pour améliorer la permittivité diélectrique du polymère électrostrictif, des particules de PZT ont été incorporées afin d'augmenter l'efficacité de conversion du composite. Des tests de caractérisation diélectrique ont montré une augmentation de la permittivité diélectrique d'un facteur 4,5 par rapport au polymère pur. Des mesures expérimentales de puissance récoltée vérifient le modèle théorique et démontrent une bonne corrélation entre deux données. Un schéma électrique équivalent a été développé, qui permet de modéliser les deux comportements. La densité de puissance récoltée sous basse fréquence à 2% de déformation peut atteindre 0,3μW/cm3  pour 33% de PZT sans champ de polarisation. La propriété de récupération d'énergie de ce matériau composite a un grand potentiel pour de nombreuses applications auto-alimentées telles que les réseaux de capteurs sans fil et l'Internet des objets.