Cientistas descobriram uma nova maneira de controlar um fenômeno quântico incomum que poderá um dia ajudar a alimentar dispositivos eletrônicos sem baterias.
Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo professor Dongchen Qi da Escola de Química e Física da Universidade de Tecnologia de Queensland (QUT) e pelo professor Xiao Renshou Wang da Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura investigou a física por trás do efeito Hall não linear (NLHE), um fenômeno quântico que contém o potencial para energia potencial energética futura.
Ao contrário do efeito Hall clássico, o NLHE pode converter sinais elétricos alternados em corrente contínua. Isto significa que a energia da transmissão sem fio ou de outras fontes ambientais pode ser convertida em eletricidade utilizável sem depender de diodos convencionais ou outros componentes eletrônicos volumosos.
“NLHE é um fenômeno quântico sofisticado na física da matéria condensada, onde uma voltagem é gerada perpendicularmente a uma corrente alternada aplicada, mesmo na ausência de um campo magnético”, disse o professor Qi.
“Esse efeito nos permite converter sinais alternados em corrente contínua, necessária para alimentar dispositivos eletrônicos. Em princípio, isso significa sensores ou chips que podem operar sem baterias, retirando energia do ambiente”.
O material quântico mostra desempenho estável à temperatura ambiente
Para entender melhor como funciona o efeito, os pesquisadores examinaram um material topológico de alta qualidade conhecido por seu comportamento eletrônico incomum.
Seus experimentos mostraram que o efeito Hall não linear é estável mesmo à temperatura ambiente, o que é um passo importante em direção a aplicações práticas fora do laboratório.
A equipe descobriu que a temperatura desempenha um papel importante na determinação da força e da direção da tensão elétrica produzida pelo material.
Como controlar defeitos e efeitos de vibração nuclear
Em baixas temperaturas, pequenas imperfeições no material têm maior impacto nos efeitos quânticos. As vibrações que ocorrem naturalmente na estrutura cristalina tornam-se mais importantes à medida que a temperatura aumenta.
Essa mudança inverte a direção do sinal elétrico gerado, revelando um mecanismo até então inédito para controlar o fenômeno.
“Depois de entender o que está acontecendo dentro do material, você pode projetar dispositivos para tirar vantagem disso”, diz o professor Qi.
“É aí que os efeitos quânticos deixam de ser abstratos e passam a ser úteis – apoiando aplicações futuras, desde sensores autoalimentados e tecnologia vestível até materiais ultrarrápidos para redes sem fio de próxima geração.”
Os resultados fornecem novos insights sobre como os materiais quânticos se comportam e podem ajudar os pesquisadores a desenvolver tecnologias menores, mais rápidas e mais eficientes em termos energéticos que extraem energia do ambiente.
