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 Renshuo Wang da Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura investigou a física por trás do efeito Hall não linear (NLHE), um fenômeno quântico com potencial significativo para futuras tecnologias de coleta de energia.
Ao contrário do efeito Hall clássico, o NLHE pode converter sinais elétricos alternados diretamente em corrente contínua. Isto significa que a energia da transmissão sem fio ou de outras fontes ambientais pode ser potencialmente convertida em eletricidade utilizável sem o uso de diodos convencionais ou outros componentes eletrônicos volumosos.
“NLHE é um fenômeno quântico complexo 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 CA diretamente em corrente contínua, necessária para alimentar dispositivos eletrônicos. Basicamente, são sensores ou chips que podem funcionar sem baterias, retirando energia do meio ambiente.”
O Material Quântico mostra desempenho estável à temperatura ambiente
Para entender melhor como funciona o efeito, os pesquisadores estudaram um material topológico de alta qualidade conhecido por seu comportamento eletrônico incomum.
Seus experimentos mostraram que o efeito Hall não linear permanece estável mesmo à temperatura ambiente, o que é um passo importante em direção a aplicações práticas fora do laboratório.
A equipe também descobriu que a temperatura desempenha um papel fundamental na determinação da força e da direção da tensão elétrica gerada pelo material.
Como defeitos e flutuações atômicas controlam o efeito
Em temperaturas mais baixas, pequenos defeitos no material tiveram o maior impacto no efeito quântico. À medida que as temperaturas aumentaram, as flutuações naturais na estrutura cristalina tornaram-se mais importantes.
Essa mudança fez com que a direção do sinal elétrico gerado mudasse, revelando um mecanismo de controle até então inédito para esse fenômeno.
“Depois de entender o que está acontecendo dentro de um material, você pode projetar dispositivos para tirar vantagem disso”, disse o professor Qi.
“É aí que os efeitos quânticos deixam de ser abstratos e começam a se tornar úteis – apoiando aplicações futuras que vão desde sensores autoalimentados e tecnologia vestível até componentes ultrarrápidos para redes sem fio de próxima geração.”
As descobertas 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 meio ambiente.
