I materiali piezoelettrici possono generare una carica elettrica quando viene applicata una forza o viceversa modificare le proprie dimensioni quando un campo elettrico viene applicato ai loro capi. Questi fenomeni furono scoperti da Jacques e Pierre Curie alla fine del XIX secolo a cui diedero il nome di \u201ceffetto piezoelettrico\u201d. Il termine deriva dall\u2019antica parola greca \u201cpiezo\u201d che significa \u201cpressione\u201d o \u201cspremere\u201d. I materiali piezoelettrici sono molto versatili, in quanto possono essere utilizzati per produrre attuatori ma anche sensori. Poich\u00e9 i componenti piezoceramici sono disponibili con dimensioni molto ridotte e in varie forme, \u00e8 possibile integrarli e utilizzarli in diverse applicazioni.<\/p>\n
di Lorenzo Benarrivato<\/em><\/p>\n Le aree di applicazione per le ceramiche piezoelettriche sono estremamente ampie e coprono una variet\u00e0 di settori industriali, poich\u00e9 raggiungono un\u2019elevata dinamica con frequenze fino a diverse migliaia di Hz, potendo anche generare oscillazioni ultrasoniche in gas o fluidi. Non ci sono componenti meccanici per limitare la risoluzione e nemmeno usura meccanica, perch\u00e9 il movimento si basa su effetti cristallini allo stato solido. Differenti geometrie, dimensioni e materiali<\/strong> Tubi piezo per applicazioni di scansione<\/strong> Dischi piezo: pompe per Microfluidi<\/strong> I materiali piezoelettrici possono generare una carica elettrica quando viene applicata una forza o viceversa modificare le proprie dimensioni quando un campo elettrico viene applicato ai loro capi. Questi fenomeni furono scoperti da Jacques e Pierre Curie alla fine del XIX secolo a cui diedero il nome di \u201ceffetto piezoelettrico\u201d. Il termine deriva dall\u2019antica parola …<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":1361,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1575],"tags":[],"class_list":["post-1360","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-componenti"],"yoast_head":"\n
\nCi\u00f2 rende per esempio possibile apportare regolazioni adattive di precisione a elementi ottici miniaturizzati, come nelle applicazioni di fotonica dei semiconduttori o del silicio, oppure su lenti o aree di uscita di fibre ottiche e specchi. Questo \u00e8 anche il modo in cui attuatori e sensori miniaturizzati vengono creati per la nano-dispensazione e la fluidodinamica o per i sistemi di misura miniaturizzati. Poich\u00e9 sono molto compatti ed efficienti nello spazio in cui sono installati, \u00e8 anche possibile utilizzarli in unit\u00e0 per dispositivi mobili o tecnologia lab-on-a-chip.<\/p>\n
\nI requisiti che i sensori piezoceramici o gli attuatori devono soddisfare sono molteplici quanto le applicazioni per cui sono utilizzati. Per questo motivo, PI Ceramic offre componenti piezoelettrici in diverse versioni – anche senza piombo – e in varie geometrie come dischi, piastre, tubi, cuboidi o in qualsiasi forma venga richiesta dal cliente, creando prodotti personalizzati OEM (Figura 1). Le diverse forme possono essere realizzate con dimensioni esterne inferiori a 1 mm. Sono anche possibili versioni compatibili con il vuoto, versioni con connettori elettrici specifici per la data applicazione, l\u2019integrazione su dispositivi sviluppati dall\u2019utente e anche incollaggio e stampaggio a iniezione. Di conseguenza, non vi \u00e8 praticamente alcun limite alle possibilit\u00e0 applicative. I tubi piezoelettrici, per esempio, forniscono uno spostamento radiale e assiale o, quando sono controllati in segmenti, scansionano il movimento sul piano X – Y. Sono realizzati con tolleranze di 0,05 mm e possono essere prodotti in serie con diametri fino a 0,8 mm. Essi possono essere utilizzati come scanner in miniatura, per l\u2019allineamento, ma anche nei sistemi per il controllo del segnale ottico o negli endoscopi medici.<\/p>\n
\nUn esempio pratico \u00e8 l\u2019innovativo endoscopio a scansione in fibra (SFE) per immagini a colori ad ampia area, avente diametro di solo 1 mm. Questo endoscopio consente di realizzare immagini video di alta qualit\u00e0 basate su tecnologia laser con procedure mininvasive e pu\u00f2 fornire nuovi risultati per la ricerca biologica. Il componente principale di questa tecnologia \u00e8 una singola guida d\u2019onda ottica che vibra alla risonanza meccanica. In questo modo scansiona la luce laser RGB sull\u2019immagine, la fibra ottica risonante \u00e8 guidata lateralmente da un attuatore piezoelettrico tubolare con un design coassiale molto compatto (Figura 2).
\nLa vibrazione laterale pu\u00f2 essere modulata durante il funzionamento, la fibra si muove in un modello di scansione a spirale. L\u2019attuatore specifico per questa applicazione ha un diametro di 0,45 mm e una lunghezza di soli 4 mm. La tensione elettrica applicata all\u2019SFE durante il funzionamento \u00e8 bassa perch\u00e9 il tubo piezo corrisponde elettricamente a un piccolo condensatore. Tipicamente, la tensione fornita durante il funzionamento \u00e8 inferiore a 20 V con una potenza elettrica di 5,5 mW. Applicazioni di scansione simili sono possibili anche con attuatori bender che raggiungono spostamenti relativamente grandi anche nelle aree pi\u00f9 piccole.<\/p>\n
\n\u00c8 possibile creare attuatori piezoelettrici ad alte prestazioni che soddisfino ampiamente i requisiti necessari per le pompe di micro-dispensazione. Funzionano ad alta velocit\u00e0 e hanno tempi di risposta molto contenuti, il che rende possibili alte frequenze di pompaggio e basse portate ove richiesto. Le corse variabili consentono di controllare il processo di erogazione con elevata precisione. Poich\u00e9 sono disponibili configurazioni molto diverse, \u00e8 possibile trovare una soluzione personalizzata per qualsiasi attivit\u00e0. I ricercatori dell\u2019istituto di ricerca Fraunhofer per microsistemi e tecnologie a stato solido (EMFT) stanno lavorando su un impianto attivo che sia in grado di regolare la pressione oculare interna in modo efficace e permanente. L\u2019mpianto \u00e8 costituito da un sistema di micro-pompe, un dispositivo di controllo basato su sensori, un pacco batterie integrato per l\u2019alimentazione senza contatto e un modulo di telemetria per la trasmissione dei dati. Pu\u00f2 essere applicato direttamente sul bulbo oculare. Un elemento piezo a forma di disco che viene applicato direttamente sul substrato di silicio \u00e8 la forza trainante per la micropompa (Figura 3). Genera esattamente il movimento lineare richiesto e per di pi\u00f9 si adatta perfettamente all\u2019ambiente applicativo. Anche con la contropressione, le velocit\u00e0 di pompaggio necessarie per la terapia possono essere ottenute variando le frequenze di commutazione o l\u2019ampiezza dello spostamento tramite un controllore dedicato. La pompa nell\u2019impianto oculare ha una velocit\u00e0 massima di pompaggio di 30 microlitri al secondo e, a seconda dei sintomi, pu\u00f2 inumidire l\u2019occhio o pompare fuori qualsiasi umore acqueo.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"