Aplicaciones De Los Materiales Piezoel ctricos

Aplicaciones De Los Materiales Piezoeléctricos
Jimmy Carlosama, Brayan Enríquez.
Departamento de química, universidad del valle, Santiago de Cali, Colombia.










INTRODUCCION
Los materiales piezoeléctricos pueden convertir la energía mecánica en energía eléctrica , y la electricidad en vibraciones mecánicas1. El cuarzo es un ejemplo de un cristal piezoeléctrico natural, Entre másaprietas el cristal más fuerte será la corriente eléctrica. Por el contrario, enviar una corriente eléctrica a través del cristal cambia su forma, a este fenómeno se le denomina piezoelectricidad2 que fue observada por primera vez por Pierre y Jacques Curie en 1881 estudiando la comprensión de cuarzo3,4.
En el presente artículo realizo una amplia descripción de los materiales piezoeléctricos así comosus numerosas aplicaciones en las diferentes ramas de la ciencia como lo son medicina5, biología6 , física7,8, química9, odontología10, ingeniería11,12 etc. Haciendo énfasis en la recolección de energía piezoeléctrica como un método convencional de obtención de energía diferente a las ya conocidas.
Sobre las aplicaciones químicas en la se enfocó este artículo, se encuentran los sensorespiezoeléctricos para la detección de ácido clorhídrico (HCl) en el agua13. Pero como la variabilidad de aplicaciones de los materiales piezoeléctricos, no solo se restringe a aplicaciones químicas, también se ha estudiado otras aplicaciones como el uso de Titanato de Bario (BaTiO3) en la ingeniería osea14.
METODOLOGÍA
Se realizó una amplia búsqueda de material bibliográfico mediante las bases de datos y lasrevistas electrónicas de carácter científico como ScienceDirect, Nature Biological, Nature Nanotecnology, Nature Materials, ACS American Chemical Society y EBSCO. Las búsquedas se basaron como tema principal en materiales piezoeléctricos enfocándonos en artículos de revisión que hayan sido publicados entre el 2012 y 2015 enfocándonos en biología, química, física, medicina, microbiología eingeniería. A su vez se hiso énfasis en buscar información relacionada con la obtención de nuevas formas de energía alternativas mediante dichos materiales.
Entre los archivos encontrados, destaca la aplicación en la detección de HCl en el agua.
Como bien se sabe, el HCl es uno de los principales contaminantes del medio ambiente15, en especial de ríos, afluentes etc. La presencia de HCl en ríos, enespecial si estos están cercanos a una población, puede traer repercusiones a la salud16 de los habitantes de dicha población, especialmente si hay un consumo de estas aguas. Para determinar la presencia de HCl en agua, por lo general se utiliza el método de Mohr añadiendo AgNO3 a la muestra tomada, para precipitar el cloro como cloruro de plata (AgCl)17.
El problema de este método, es querequiere grandes costos económicos y es muy difícil realizar estos métodos en estudios de campo, es especial en los países en desarrollo. Por este motivo, se está implementando una nueva alternativa más rentable, la cual consiste en utilizar sensores microbalanza de cristal de cuarzo (QCM, también llamados microbalanzas piezoeléctricas), esto ya que son más rentables y portátiles en la detección deanalitos sin comprometer la sensibilidad o el límite de detección18. Los sensores QCM son altamente sensibles y selectivos, para esto es necesario recubrir la superficie del electrodo de cuarzo con un material capas de interactuar con el entorno de interés13.
El mejor material para recubrir el cuarzo es el polímero polianilina (PAni), ya que éste puede sufrir variaciones en su color, conductividad,volumen, masa y propiedades mecánicas al dopar con HCl19,20.
La polianilina fue sintetizada a partir del monómero anilina y el alcohol polivinílico (PVA), la solución resultante fue calentada hasta obtener una sustancia viscosa, para luego recubrir con esta sustancia un lado de los cristales de cuarzo recubierto con oro9.
Para el montaje experimental se utilizó, una microbalanza de crsital de...