圧電素子の「ベスト プラクティス」プロトコル

科学者は、圧電材料の開発に取り組んでいる研究者向けの「ベスト プラクティス」プロトコルを開発しました。 これは、この技術分野では初めてのことです。

圧電材料を開発する研究者向けの「ベスト プラクティス」プロトコルが科学者によって開発されました。これは、この最先端の技術分野では初めてのことです。

英国のバース大学の物理学者の国際チームは、圧電性の分野における実験報告に一貫性がないことが発見されたことを受けて、プロトコルを開発しました。 チームは、科学論文の 90% が報告された研究の再現性を確保するための重要な情報を欠いていることを発見してショックを受けました。 ジャーナルでは ナノエネルギー、研究者は圧電性のための標準化された研究プロトコルの緊急の必要性を強調しています。

ドイツのマックス プランク ポリマー研究所の Morteza Hassanpour Amiri 博士は、この研究の筆頭著者であり、次のように述べています。機械的な振動、またはそれらを叩いたり歪めたりしたとき。 回路を追加すれば、この電気を蓄えて使うことができます。」

高い環境発電効率

圧電体の大きな可能性のために、過去 20 年間、新しい材料や複合材料が着実に開発され、そのエネルギー ハーベスティングの可能性についてテストされてきました。多くの人が高効率を主張しています。

しかし、物理学科のカマル・アサディ教授が率いる研究者たちは、これらの発見は、時には一流のジャーナルに掲載されることもあるが、重要な実験パラメータの詳細が含まれていないことが多いことを示唆している. これらの詳細は、他の研究チームが独自に評価したり、注目の資料をさらに改善したりする際に再現性を確保するために不可欠です。

Asadi 教授は次のように説明しています。 印象的なパフォーマンスを示すチャンピオン素材を開発する熱意には、十分な裏付けデータが伴う必要があります。」

この研究のために、バスの研究者は、過去 20 年間に圧電エネルギー ハーベスティング デバイスに関して発表された 80 の無作為に選択された研究論文を評価しました。 これらの論文のほぼ 90% では、材料やデバイスを評価するために必要な重要な実験パラメーターが欠落していたため、実験を再現することが難しく、時には不可能でした。

再現性の重要性

拡大して、アサディ教授は次のように述べています。 私たちのリソースは限られているため、再現性を保証するために必要なすべてのパラメーターを報告することで、同業者が私たちの発見に基づいて構築し、この分野を前進させるのを支援しています。 透明性を確保することで、一般の人々や科学資金提供団体、政策立案者との信頼を築き、私たち全員に影響を与える可能性のある将来の「大きな」決定に対するより良いガイダンスを提供します。」

圧電性の主要な専門家である Asadi 教授は、このデータの欠如がこの分野の進歩を妨げていると述べています。研究者は文献を参照して、最高の収穫可能性を持つ材料を特定し、これらの有望な材料をさらに開発することができないからです。

新しいプロトコル

新しいバース プロトコルは、標準化されたデータ収集と報告を提案しています。 この研究にも関わったバース大学の機械工学科のクリス・ボーエン教授は、次のように述べています。

Asadi 教授は、圧電性を利用した電子デバイスが今後 10 年以内に市場に登場することを期待しています。

「そのため、エネルギー ハーベスティングの材料とデバイスの定量的評価のための研究データを報告するための標準化されたプロトコルを持つことが重要です。 そうすることで、科学者は互いの実験を基に真の進歩を遂げ、共通の目標に向けて取り組むことができます。それは、従来の電源に依存せずに、より持続的にデバイスを充電したいと考えているすべての人にとって、圧電性を現実のものにすることです。」

彼は次のように付け加えました。実験が再現可能であるかどうかが重要になるため、提案されたプロトコルがコミュニティ全体に採用されることを願っています。」

参照: 「圧電エネルギー ハーベスター: 電力を生成する振動ハーベスターの重要な評価と標準化されたレポート」、Morteza Hassanpour Amiri、Rose Fatscher、Rebecca Taylor、Paulo RF Rocha、Chris R. Bowen、Kamal Asadi 著、2022 年 12 月 5 日、 ナノエネルギー.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2022.108073