Super-micro, des capteurs et appareils à faible consommation qui peuvent envoyer et recevoir des signaux et des informations à tout moment, n'importe où deviendra une partie intégrante de la vie des gens dans un monde hyper-connecté entraîné par l'Internet des objets (IoT). Un problème important est l'alimentation électrique continue des innombrables appareils électroniques connectés au système. En effet, il est difficile de réduire la taille et le poids de la batterie en utilisant la manière conventionnelle de la charger et de la changer.

Une solution possible à ce problème est le déploiement de générateurs triboélectriques. Ceux-ci génèrent de l'énergie de manière semi-permanente en induisant une triboélectricité à partir du contact entre différents matériaux, tout comme l'électricité statique est produite.

Une équipe de chercheurs de l'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) dirigée par le Dr Seoung-Ki Lee a développé un capteur tactile qui améliore l'efficacité de la triboélectrification de plus de 40 % via le disulfure de molybdène à structure froissée. Cette percée est le résultat d'une collaboration avec Chang-Kyu Jeong, professeur d'ingénierie des matériaux avancés à l'Université nationale JeonBuk.

Les générateurs triboélectriques généraux ne pourraient pas être utilisés pour les appareils électroniques portables car ils devraient être excessivement gros et lourds pour augmenter leur capacité à générer suffisamment d'électricité. Des études sont actuellement en cours qui impliquent l'application d'un matériau semi-conducteur bidimensionnel qui est atomiquement mince et possède d'excellentes propriétés physiques en tant que couche active pour générer de la triboélectricité.

L'intensité de la triboélectricité générée varie selon le type de deux matériaux entrant en contact. Dans des études antérieures avec des matériaux bidimensionnels, le transfert des charges électriques avec le matériau isolant ne s'est pas fait en douceur, abaissant considérablement la production d'énergie produite à partir de la triboélectricité.

Dans l'étude actuelle, l'équipe de recherche commune a ajusté les propriétés du bisulfure de molybdène (MoS 2 ), un semi-conducteur bidimensionnel, et a changé sa structure pour augmenter l'efficacité de génération de triboélectricité. Le matériau a été froissé au cours d'un processus de traitement thermique intense qui est appliqué dans un processus de fabrication de semi-conducteurs, qui a abouti à un matériau avec des plis sur lesquels une contrainte interne a été appliquée. Ces rides augmentent la surface de contact par unité de surface, et le MoS froissé en surface résultant 2 L'appareil peut générer environ 40 % de puissance en plus qu'un appareil à plat. En outre, la sortie de triboélectricité a été maintenue à des niveaux stables dans une expérience cyclique même après 10, 000 répétitions.

En appliquant le matériau bidimensionnel froissé à un capteur tactile comme ceux utilisés dans les pavés tactiles ou les écrans tactiles, l'équipe de recherche commune a mis au point un capteur tactile auto-alimenté léger et flexible qui peut fonctionner sans batterie. Ce type de capteur tactile à haute efficacité de génération d'énergie est sensible à la stimulation et peut reconnaître les signaux tactiles même à faible niveau de force, sans aucune alimentation électrique.

Le Dr Seoung-Ki Lee de KIST a déclaré :"Le contrôle de la contrainte interne du matériau semi-conducteur est une technique utile dans l'industrie des semi-conducteurs, mais c'était la première fois qu'une technique de synthèse de matériau impliquant la synthèse d'un matériau semi-conducteur bidimensionnel et l'application d'une contrainte interne en même temps était mise en œuvre... Elle présente un moyen d'augmenter l'efficacité de génération de triboélectricité en combinant le matériau avec un polymère, et il servira de catalyseur pour le développement de matériaux fonctionnels de nouvelle génération basés sur des substances bidimensionnelles. »