Descoberta abre caminho para eletrônicos que não precisam de bateria

Avanço na tecnologia promete eletrônicos sem baterias

Pesquisadores descobriram que imperfeições microscópicas e vibrações em um material quântico podem ser exploradas para controlar um efeito quântico inovador. A pesquisa, conduzida por uma equipe internacional liderada pelo professor Dongchen Qi, da Escola de Química e Física da QUT, e pelo professor Xiao Renshaw Wang, da Universidade Tecnológica de Nanyang em Singapura, foi publicada na revista Newton.

Os cientistas analisaram o mecanismo do efeito Hall Não Linear (NLHE) em um material topológico de alta qualidade, conhecido por suas propriedades eletrônicas únicas. O NLHE se mantém estável em temperatura ambiente, o que representa um avanço importante para futuras aplicações práticas desse fenômeno quântico.

A equipe conseguiu controlar a direção e a intensidade da voltagem gerada pelo calor. Em temperaturas mais baixas, pequenas imperfeições no material influenciaram o comportamento, enquanto, ao aquecer, as vibrações naturais da rede cristalina passaram a dominar, invertendo a direção do sinal elétrico.

“O NLHE é um fenômeno quântico sofisticado na física da matéria condensada, onde uma voltagem é gerada perpendicularmente a uma corrente alternada aplicada, mesmo sem um campo magnético”, explicou o professor Qi.

O objetivo do estudo foi entender como controlar esse fenômeno quântico para desenvolver dispositivos eletrônicos menores, mais rápidos e eficientes na captação de energia. Diferentemente do efeito Hall clássico, esta versão quântica permite que sinais elétricos alternados sejam convertidos diretamente em corrente contínua utilizável, eliminando a necessidade de diodos tradicionais ou componentes volumosos.

“Esse efeito nos permite converter sinais alternados diretamente em corrente contínua, necessária para alimentar dispositivos eletrônicos. Isso significa que sensores ou chips poderiam operar sem baterias, extraindo energia de seu ambiente”, acrescentou o professor Qi.

Compreender o funcionamento interno do material permitirá projetar dispositivos que aproveitem esse efeito, com aplicações futuras como sensores autoalimentados, tecnologia vestível e componentes ultrarrápidos para redes sem fio de próxima geração.

“É quando os efeitos quânticos deixam de ser abstratos e começam a se tornar úteis, apoiando aplicações que vão de sensores autoalimentados a tecnologias para redes sem fio”, concluiu o professor Qi.